Юный техник, 2015 № 04 - [5]
Однако правоту гипотезы Опарина-Холдейна это вовсе не доказывало. Во-первых, в лаборатории вряд ли в точности воспроизводились условия, что некогда существовали на Земле. Во-вторых, синтезированные белки никак не хотели самоорганизовываться, а, напротив, норовили распасться на простые соединения.
Далее, профессор МГУ Лев Блюменфельд вычислил, что вероятность случайного появления на свет молекулы ДНК за время существования Земли равна 10>800.То есть для того, чтобы получить всего одну ДНК, у нас должно быть 10>800 планет возраста Земли. А наша Вселенная, считают специалисты, состоит всего из 10>80 атомов, не говоря уж о планетах.
Между тем, как показали исследования геологов, на Земле в породах, возраст которых 3,8 млрд. лет (а возраст самой нашей планеты, напомним, чуть превышает 4 млрд. лет), уже наблюдаются ископаемые остатки довольно-таки сложных организмов. Откуда они взялись?
Все это привело к тому, что ныне среди ученых становится все более популярным принцип: «Живое только от живого», имея в виду, что жизнь на нашу планету, скорее всего, попала в виде зародышей из космоса. Что вроде и подтверждается анализом вещества, добытого из недр кометы Темпель-1, а также из метеоритов, некогда упавших на нашу планету.
Однако недавно исследователи из университета Глазго под руководством профессора Ли Кронина вернулись и к варианту Опарина-Холдейна-Миллера, поскольку им все же удалось добиться положительных результатов, создав химическую систему, способную эволюционировать, подобно простейшим организмам.
Профессор Ли Кронин.
Работы ведутся в рамках программы, целью которой является создание необычных форм жизни, не использующие молекулы ДНК и другие биологические составляющие сложных соединений. Этот этап исследований базируется на предыдущей работе профессора Кронина, в которой было исследовано множество видов оснований — составляющих компонентов для синтетической жизни.
На этот раз процесс создания искусственной жизни был автоматизирован с помощью усовершенствованного 3D-принтера, который впрыскивал строго дозированные капельки специальных маслянистых составов в определенные места чашек Петри, наполненных водой.
Капельки эти представляют собой смесь 4 различных химических соединений-оснований. Комбинации соотношения количества этих соединений позволяют создать около 225 видов составов, отличающихся свойствами, поведением и способностью к преобразованию химической энергии в энергию движения. Наличие же источника энергии для движения превращает каждую капельку в своего рода примитивный движущийся робот.
В чашках Петри ученые моделируют процесс эволюции при помощи простых химических соединений.
При помощи видеокамер система позволяет исследователям наблюдать за перемещениями групп капелек, их разделением и слиянием. Те группы, которые преуспели в этих процессах, пополняются свежими веществами и продолжают эволюционировать дальше.
В итоге выяснилось, что уже после смены 20 «поколений» капелек процессы химического совершенствования начинают походить на процесс естественной эволюции, а поведение самой колонии становится более стабильным и прогнозируемым.
«В природе процессы развития организмов от простых к более сложным идут долго, — рассказал профессор Кронин. — Но в нашей системе мы можем изучать эволюционные процессы на более простом уровне. К тому же в чашке Петри реакции происходят гораздо быстрее, чем в природе, что позволяет нам экспериментировать с химической эволюцией достаточно широко».
В дальнейшем ученые планируют уже не просто проводить пассивное наблюдение за происходящими эволюционными процессами. Они будут выискивать случаи неожиданных отклонений и искать возможность вмешиваться в ход процессов, так, чтобы еще больше усугублять эти отклонения.
«В последние годы нам удалось узнать немало нового о процессах биологической эволюции благодаря возможностям современной компьютерной техники и сложных математических моделей. Наши же исследования позволяют взглянуть на эволюционные процессы с новой точки зрения. Благодаря этому, возможно, нам удастся не только открыть некоторые тайны происхождения всего живого на свете, но и создать образцы синтетической жизни, в основе которой лежит не биология, а простая химия», — подчеркнул Л. Кронин.
Параллельно с экспериментами в области химической эволюции группа профессора Кронина занимается созданием первых неорганических аналогов живых клеток, которые ученые называют iCHELL. Эти клетки будут состоять преимущественно из металлов с примесями молекул других соединений. Они станут демонстрировать некоторые черты поведения, присущего живым клеткам, входящим в состав биологических организмов.
Не останавливаются на достигнутом и сторонники теории панспермии, согласно которой жизнь на нашу планету была занесена из космоса. Недавно ученые из Франции и Мексики в своих лабораториях воссоздали условия существования космических льдов и получили… органические соединения, являющиеся важными блоками для образования нуклеиновых кислот!
Опыты ученых означают, что основные соединения для образования сложных биомолекул и возникновения жизни могли появиться еще в межзвездной среде, пишет журнал Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые воспроизвели условия, которые имеют место в молекулярных облаках, из которых развиваются звезды, а затем и планетные системы.
