Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Искать основы жизни

Валерий Снытников, канд. физ.-мат. наук

Не утихают научные споры о том, как на Земле появилась жизнь. Сформировалась ли она на самой планете или была занесена из космоса?

Не утихают научные споры о том, как на Земле появилась жизнь. Сформировалась ли она на самой планете или была занесена из космоса? И может ли быть обнаружена жизнь на других планетах?.. Наше земное бытие, казалось бы, заслоняет поиск ответов на эти и им подобные вопросы. Но они стоят, испытывая разум и волнуя воображение.

Космический сценарий появления жизни на Земле при формировании планет, развиваемый в Институте катализа СО РАН в продолжение идеи В. И. Вернадского. Он включает в себя шесть основных этапов. I. «Холодная предыстория жизни» — астрохимия. Образование первых органических соединений в молекулярных облаках. II. Астрокатализ. Синтез органических соединений, моно- и полимеров, а также катализаторов в коллапсирующем облаке. III. Мир РНК. Синтез предбиологических соединений на поверхности углистых хондритов в протопланетном диске. Появление РНК, которые осуществляли функцию хранения генетической информации, и катализ химических реакций, в том числе и синтеза некоторых белков. IV. «Мир прокариот» — первичная биосфера в протопланетном диске. Появление ДНК и клеток. Возникновение прокариот (археи и бактерии) и, возможно, эукариот на крупных телах и планетезималях. V. Биосфера на планетах. Разрушение и приспособление биоценозов к условиям на телах Солнечной системы. Потеря значительного количества углеродных соединений внутренними планетами. VI. «Планета бактерий» — формирование бактериальной биосферы на поверхности Земли. Образование атмосферы с преобладанием углекислого газа и азота, а затем азота и кислорода, что запустило биологическую эволюцию. Фоновый рисунок (с изменениями): Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF).

Беседу с Валерием СНЫТНИКОВЫМ, кандидатом физико-математических наук, ведущим научным сотрудником Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, членом научного совета по астробиологии при президиуме РАН, ведёт Наталия Лескова.

— Астробиология стала горячей темой. Валерий Николаевич, что известно о том, откуда на нашей планете взялась жизнь?

— В настоящее время есть три основные гипотезы возникновения жизни: зарождение в воде, вечное существование жизни (панспермия) и космическая гипотеза Вернадского. Первая — гипотеза Опарина, которая преподаётся во всех школах. Она гласит, что жизнь произошла на Земле, в океане. А вот великий российский и советский учёный Владимир Иванович Вернадский утверждал, что никаких геологических и геохимических свидетельств того, что жизнь возникла на поверхности Земли, нет, по крайней мере, в рамках геологической летописи Земли. Известна его замечательная фраза о том, что жизнь на Земле «геологически вечна». Говоря об этом, Вернадский не указал место и время, он просто сказал, что нужно смотреть период существования Солнечной системы до образования Земли. Дело в том, что геологическая летопись Земли начинается примерно с четырёх миллиардов лет, хотя возраст самой Земли 4,5—4,56 миллиарда лет. И до сих пор за прошедшие сто лет не было найдено ни одного свидетельства того, что жизнь возникла на Земле.

— А какова ваша точка зрения?

— Если говорить о жизни в целом, то все наши космологические достижения свидетельствуют о том, что Вселенная имеет конечное время существования — 13,6 миллиарда лет. И первые 200 миллионов лет никакой жизни в принципе не было, потому что не было ни углерода, ни кислорода, ни более сложных элементов. Водород и гелий образовались сразу после Большого взрыва, а все прочие химические элементы, которых относительно немного, появились уже в звёздах.

Все процессы звездообразования вместе с формированием планет происходят в плотных молекулярных облаках, которые на 98% состоят из водорода, гелия, а остальные химические элементы составляют чуть больше одного процента. Там ещё до формирования звёзд вместе с их планетами проходили химические реакции с этими двумя оставшимися процентами элементов и их химических соединений. Они происходили в режиме нетрадиционных химических реакций, который в своё время рассматривал академик Виталий Иосифович Гольданский. Он показал, что даже при низких температурах порядка 20 кельвинов или ниже и при относительно больших разрежённостях (относительно нашей земной химии) идут реакции органической химии. Мы сейчас в астрофизических наблюдениях фиксируем богатейшее количество самых разнообразных химических соединений — всё то, что нужно для формирования жизни: это цианистые соединения, азотные основания и прочее. Это уже не очень простые соединения.

— Но ведь большое количество органических соединений ещё не означает, что из них образуется жизнь? Иначе бы мы это видели на каждом шагу.

— Не жизнь образовалась в облаке. Я говорю про достаточно сложные химические соединения, которые там сформировались. Первичная стадия синтеза относительно сложных химических соединений из совсем простых нами переносится именно в молекулярные облака, и тому есть множество подтверждений — мы просто наблюдаем эти химические соединения в молекулярных облаках.

Что касается Солнечной системы, то основная идея наших исследований, проводившихся в Институте катализа, заключается в том, что жизнь возникла непосредственно на стадии её формирования, а все те процессы, которые привели к формированию планет и других многочисленных тел Солнечной системы, определяют и интервалы времени, и астрофизические ограничения, в рамках которых нужно рассматривать происходившие химические процессы...

 

Продолжение статьи читайте в номере журнала

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie и рекомендательные технологии. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie и рекомендательных технологий на вашем устройстве. Подробнее

Товар добавлен в корзину

Оформить заказ

или продолжить покупки