Первая жизнь на Земле зародилась в гейзерах и вулканах

160724 f01
Гейзер Кастл в Йеллоустонском парке

Споры о том, где на Земле зародилась жизнь, по-прежнему имеют место. В последние годы среди эволюционистов-биологов вес больше тех, кто придерживается мнения, что жизнь на нашей планете зародилась не в океанах, а на поверхности — у жерл гейзеров и вулканов. К такому же выводу пришла и группа немецких генетиков под руководством Уильяма Мартина (William Martin), эволюционного биолога из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе. Статья, посвященная данному исследованию, была опубликована 25 июля 2016 года в научном журнале Nature Microbiology.

Чтобы проверить свою теорию, Мартину и его коллегам пришлось обратиться к подробному изучению последнего общего предка всех живых организмов — "Луки" (Last Universal Common Ancestor). В процессе анализа самых древних генов в геномах всех живых существ ученые пришли к выводу, что "Лука" жил в теплой, бескислородной и богатой минералами воде. Таким критериям удовлетворяет среда, которую можно наблюдать в горячих гейзерах или вулканических озерах. В пользу этой гипотезы говорит тот факт, что на заре зарождения жизни на суше в отличие от первичного океана присутствовали в большом количестве крайне важные элементы, в том числе молибден, бор и азот.

160724 f02
Филогенез "Луки"

В общей сложности Мартину и его команде пришлось проанализировать больше шести миллионов генов бактерий и архей и 286 тысяч семейств генов, при этом ученых интересовали лишь те гены, которые распространялись исключительно вертикальным образом (то есть передавались потомкам). В результате немецким генетикам удалось установить черты, которыми обладал "Лука", и в зависимости от этого определить место его обитания на Земле 3,5 миллиарда лет назад.

Исходя из присутствия в геноме "Луки" белков, являющихся необходимыми для жизни в горячей среде, ученые сделали вывод о том, что последний общий предок всех живых организмов обитал внутри геотермальных источников и вулканических озер, лишенных кислорода. Питался "Лука" предположительно водородом и углекислотой, а получал энергию, извлекая ее из разницы в концентрации различных ионов.

По итогам проделанной работы ученые пришли к выводу, что, вероятно, именно горячие источники и стали "колыбелью" первой жизни на Земле. Богатая водородом, насыщенная минералами и солями вода способствовала поддержанию сложных абиотических химических процессов и обеспечивала эти проформы жизни всеми необходимыми веществами.

160724 f03
"Черные курильщики"

На сегодняшний день известно о своеобразных "оазисах жизни" на многокилометровой глубине океана. Так называемые "черные курильщики" представляют собой гидротермальные источники срединно-океанических хребтов, из которых в океаны поступает высокоминерализованная горячая вода под давлением в сотни атмосфер. В этих гидротермальных источниках создается благоприятная среда для формирования биологических сообществ. Вероятно, по этой причине теория ученых о месте обитания "Луки" не кажется удивительной.


А. Павленко

Метки: Земля

Печать