Щоб зрозуміти, як може виникнути життя, нам потрібно з'ясувати, як формуються планети. І який вони мають склад. Нове покоління радіотелескопів, зокрема масивний міліметровий/субміліметровий телескоп, розташований в пустелі Атакама, Чилі, надав астрономам прекрасні зображення протопланетних дисків і проаналізував їх хімічний склад. Ця інформація підтверджує сучасні уявлення про те, як саме планети збираються з пилових і газових дисків. У нашій Сонячній системі місія «Rosetta» відвідала комету. А проект OSIRIS-REX, який здійснив свій старт 8 вересня 2016 року, постарається відвідати об'єкт (101955) Бенну. І навіть спробує повернути зразки цього астероїда. Що, безсумнівно, поповнить знання вчених про те, як виникла наша Земля.
Може бути десь ще?
Вчених давно займає питання - якщо планета схожа на нашу Землю, і вона не надто гаряча і не надто холодна, не надто суха і не надто волога, як саме хімія цієї планети повинна еволюціонувати для того, щоб виникли будівельні блоки життя? (для імітації удару блискавки), продемонстрував, що амінокислоти, що становлять основу білків, отримати досить просто. Однак інші молекули, необхідні для виникнення життя, синтезувати виявилося набагато складніше. І вченим стало очевидно, що потрібно повністю переосмислити шлях від хімії до біології. Основна причина проблеми виникла в очевидній складності РНК. Це дуже довга молекула, яка відіграє безліч важливих ролей у всіх існуючих формах життя. РНК може не тільки діяти як фермент. Але також може зберігати і передавати інформацію.
Примітно, що весь білок у всіх організмах проводиться за допомогою каталітичної активності РНК-компоненти рибосоми. Це клітинна машина, яка зчитує генетичну інформацію і створює молекули білка. Це спостереження говорить про те, що РНК домінувала на ранніх стадіях еволюції життя.
Як з'явилися перші клітини?
Питання про те, як саме хімія молодої Землі породила РНК і клітини на основі РНК, є сьогодні основним питанням досліджень про походження життя. Деякі вчені вважають, що спочатку для функціонування першого життя використовувалися більш прості молекули. Які згодом еволюціонували в РНК. Однак інші дослідники займаються питаннями про безпосереднє походження РНК. І періодично озвучують нові ідеї про те, як саме це могло статися. Сприятливі, з їх точки зору геохімічні сценарії включають в якості прабатьків життя вулканічні райони. Або ударні кратери. А ще складну органічну хімію, численні джерела енергії та динамічні світло-темні, гаряче-холодні та мокрі-сухі цикли. Дивно, але багато проміжних хімічних сполук на шляху до РНК кристалізуються з реакційних сумішей. Вони потенційно накопичувалися на ранній Землі як органічні мінерали. І були резервуарами матеріалу, що очікує пожвавлення при зміні умов.
Припустимо, що ключова проблема виникнення РНК вирішена. Але нам все одно потрібно зрозуміти, як РНК була реплікована в перших примітивних клітинах. Дослідники тільки починають ідентифікувати джерела хімічної енергії, які можуть дозволити РНК копіювати себе. І багато чого ще належить дізнатися. Якщо ці питання будуть вирішені, ми зможемо створити реплікуючі клітини в лабораторії, що розвиваються. Повторивши, таким чином можливий шлях до походження життя.
Що далі? Хіміки вже задаються питанням, чи може життя, яке ми бачимо навколо себе, виникнути тільки за одним єдиним сценарієм? Чи можуть існувати множинні маршрути від простої хімії до життя на основі РНК? Інші вчені досліджують варіації хімії життя. І шукають підказки щодо можливої різноманітності життя «там», у Всесвіті. Якщо все вийде, ми, врешті-решт, дізнаємося, наскільки поширеним є перехід від хімії до біології. Отже, наскільки поширене життя у Всесвіті. Або навпаки, те, що ми у Всесвіті унікальні і самотні.
