Тайната на възникването на живота на Земята
До началото на 2000-те учените са идентифицирали две водещи идеи за това как е могъл да възникне животът. Поддръжниците на „РНК света“ бяха убедени, че животът започва със самовъзпроизвеждаща се молекула. В същото време учените от първия лагер на метаболизма вярват, че животът може да се е появил в хидротермални отвори на дъното на океана. И все пак третата идея излезе на преден план.
Всяко живо същество на Земята е изградено от клетки. Всяка клетка е по същество мека топка, торбичка с твърда външна стена или „мембрана“. Работата на клетката е да поддържа всичко необходимо заедно. Ако външната стена се счупи, вътрешността ще се разлее и клетката ще умре - точно като изкормен човек.
Външната стена на клетката е толкова важна, че някои изследователи за произхода на живота дори вярват, че тя се е появила на първо място. Те вярват, че подходът „първо на генетиката“, който обсъдихме в част втора, и подходът „първо на метаболизма“, който обсъдихме в част четвърта, са погрешни. Тяхната алтернатива - „първото разделяне“ - е представена от Пиер Луиджи Луизи от Университета на Рома Тре в Рим, Италия.
Идеята на Луиз е проста и с нея трудно може да се спори. Как ще създадете работеща метаболитна система или самовъзпроизвеждаща се РНК, всяка от които разчита на наличието на много химикали на едно място, освен ако първо не направите контейнер, който държи всички молекули заедно.
Ако сте съгласни с това, има само един начин животът да започне. По някакъв начин, в жегата и бурята на ранната Земя, някои от суровините се оформят в груби клетки или „протоклетки“. Остава само да го повторите в лабораторията: създайте проста жива клетка.
Идеите на Луиз могат да бъдат проследени до Александър Опарин и зората на науката за произхода на живота в СССР, която обсъдихме в първата част. Опарин подчерта факта, че някои химикали образуват съсиреци - коацервати - които могат да задържат други вещества вътре. Той предположи, че коацерватите са първите протоклетки.
Всяко мазно или мазно вещество ще образува бучки или филми във водата. Тези химикали са известни общо като липиди. Съответно хипотезата, че животът е започнал с тях, е наречена „липидният свят“.
Но само натрупването не е достатъчно. Те трябва да са стабилни, да могат да се разделят на „дъщерни“ съсиреци и да контролират поне малко какво влиза и излиза - и всичко това без сложните протеини, които съвременните клетки използват за тези задачи.
Задачата беше да се съберат такива протоклетки от целия необходим материал. Въпреки многото опити през годините, Луиз никога не е направила нищо убедително. И тогава, през 1994 г., той се осмели да направи смело предположение. Той предположи, че първите протоклетки трябва да са съдържали РНК. Освен това тази РНК трябваше да може да се възпроизвежда вътре в протоклетката.
По някакъв начин клетката все пак се появи
И така, неговата хипотеза стана много сложна и се отдалечи от чистия подход на „първото разделяне“. Но Луиз имаше основателни причини.
Клетка с външни стени, но без вътрешности не може да направи малко. Може би би могла да се раздели на дъщерни клетки, но не би предала никаква информация за себе си на потомството си. Тя би могла да започне да се развива и да става по-сложна само с някои гени.
Скоро тази идея намери силен поддръжник в лицето на Джак Шостак, чиято работа върху „РНК света“ проучихме в третата част. Луиз беше член на лагера за "първа компартментализация", Шостак подкрепяше "първо генетиката" и в продължение на много години те не се срещаха очи в очи.
„Срещнахме се на срещи за произхода на живота и започнахме тези дълги дискусии за това кое е по-важно и кое е първо“, спомня си Шостак. „Накрая разбрахме, че клетките имат и двете. Стигнахме до общо мнение, че е важно да има както разделяне, така и генетична система, за да се появи животът. ".
Това беше радикална идея. Съвсем скоро Шостак реши да й се отдаде изцяло. Мотивирайки, че „не можем да представим тази теория, без да я подкрепяме в нищо“, той реши да започне да експериментира с протоклетки.
Две години по-късно Шостак и двама негови колеги обявиха голям успех.
