131. Жизнь зародилась не в море, а в горячих источниках рядом с вулканами
Мы из кипятка!
текст: Борислав Козловский
фото: Geoffrey Plauche / Flickr
Родина всего живого на Земле - гейзеры, а вовсе не океан. Приглядевшись к горячим источникам Камчатки и американского Йеллоустоуна, группа биологов из США, России и Германии доказала: наши клетки из поколения в поколение поддерживают внутри себя химический состав, близкий к составу геотермальной воды. Работа ученых появилась в журнале PNAS.
Ученые во главе с Арменом Мулкиджаняном из университета Оснабрюка рассуждали так: внутри у первых на Земле живых клеток была точно та же жидкость, что и снаружи. Это современные организмы могут позволить себе роскошь регулировать концентрацию веществ в клетке. У них есть мембраны, проницаемые для одних ионов и непроницаемые для других, и ионные насосы, которые «закачивают» вовнутрь столько натрия или кальция, сколько понадобится (поэтому дельфин не пропитывается насквозь морской солью, а мозг пресноводной рыбы имеет тот же состав, что и у морской). А около четырех миллиардов лет назад, когда жизнь только появилась, никаких ионных насосов и умных мембран не было - они возникли в процессе эволюции.
Грибы и бактерии, люди и баобабы - наследники одного и того же древнего организма, который биологи ласково называют «Лукой» (LUCA - английская аббревиатура от Last Universal Common Ancestor, что означает «последний универсальный общий предок»). Мы не знаем, как он выглядел, но ему приписывают все те общие качества, которые есть у разных царств живого мира. Например, гены «Луки» тоже хранились в молекулах ДНК, которые кодировали белки, а за баланс энергии отвечали молекулы АТФ.
Клетка «Луки» просто обязана была содержать намного больше калия, фосфора и переходных металлов, чем морская вода. Встречается ли вообще жидкость с нужными свойствами в природе? Авторы утверждают, что лучший кандидат на роль «колыбели жизни» - небольшие лужи, где скапливается кислотный пар из гейзеров. Горячий пар выносит на поверхность вещества из магмовых камер вулканов, а еще - поскольку содержит кислоту - растворяет минералы там, где осядет на землю. Так жидкость насыщается нужными веществами.
Память о том, что древние клетки селились у гейзеров, хранят самые важные процессы организма. Когда мы бежим стометровку, клетки получают энергию от молекулы АТФ, которая отбрасывает одну фосфатную группу - и этим мы обязаны тому, что в воде древних луж было слишком много фосфатов. В древних лужах и в современных клетках больше калия, чем натрия, и баланс все время нужно поддерживать - поэтому нас убивает яд кобры, который останавливает клеточный натрий-калиевый насос. Белок гемоглобин, который во время дыхания усваивает кислород, построен вокруг атома железа - и этим мы тоже обязаны древним гейзерам.
Это открытие, помимо явной пользы для биологии и истории жизни на Земле, может перевернуть наши представления о том, где мы можем встретить другие формы жизни. Астрономы одну за другой открывают новые планеты за пределами Солнечной системы и ожесточенно ищут там океаны, потому что считают их необходимым условием обитаемости. Но если для зарождения жизни достаточно гейзера, то инопланетян, похожих на "Луку", мы можем найти совсем рядом. Водяные гейзеры бьют на Энцеладе, небольшом спутнике Сатурна - по космическим меркам, почти у нас под боком.
Источник
текст: Борислав Козловский
фото: Geoffrey Plauche / Flickr
Родина всего живого на Земле - гейзеры, а вовсе не океан. Приглядевшись к горячим источникам Камчатки и американского Йеллоустоуна, группа биологов из США, России и Германии доказала: наши клетки из поколения в поколение поддерживают внутри себя химический состав, близкий к составу геотермальной воды. Работа ученых появилась в журнале PNAS.
Ученые во главе с Арменом Мулкиджаняном из университета Оснабрюка рассуждали так: внутри у первых на Земле живых клеток была точно та же жидкость, что и снаружи. Это современные организмы могут позволить себе роскошь регулировать концентрацию веществ в клетке. У них есть мембраны, проницаемые для одних ионов и непроницаемые для других, и ионные насосы, которые «закачивают» вовнутрь столько натрия или кальция, сколько понадобится (поэтому дельфин не пропитывается насквозь морской солью, а мозг пресноводной рыбы имеет тот же состав, что и у морской). А около четырех миллиардов лет назад, когда жизнь только появилась, никаких ионных насосов и умных мембран не было - они возникли в процессе эволюции.
Грибы и бактерии, люди и баобабы - наследники одного и того же древнего организма, который биологи ласково называют «Лукой» (LUCA - английская аббревиатура от Last Universal Common Ancestor, что означает «последний универсальный общий предок»). Мы не знаем, как он выглядел, но ему приписывают все те общие качества, которые есть у разных царств живого мира. Например, гены «Луки» тоже хранились в молекулах ДНК, которые кодировали белки, а за баланс энергии отвечали молекулы АТФ.
Клетка «Луки» просто обязана была содержать намного больше калия, фосфора и переходных металлов, чем морская вода. Встречается ли вообще жидкость с нужными свойствами в природе? Авторы утверждают, что лучший кандидат на роль «колыбели жизни» - небольшие лужи, где скапливается кислотный пар из гейзеров. Горячий пар выносит на поверхность вещества из магмовых камер вулканов, а еще - поскольку содержит кислоту - растворяет минералы там, где осядет на землю. Так жидкость насыщается нужными веществами.
Память о том, что древние клетки селились у гейзеров, хранят самые важные процессы организма. Когда мы бежим стометровку, клетки получают энергию от молекулы АТФ, которая отбрасывает одну фосфатную группу - и этим мы обязаны тому, что в воде древних луж было слишком много фосфатов. В древних лужах и в современных клетках больше калия, чем натрия, и баланс все время нужно поддерживать - поэтому нас убивает яд кобры, который останавливает клеточный натрий-калиевый насос. Белок гемоглобин, который во время дыхания усваивает кислород, построен вокруг атома железа - и этим мы тоже обязаны древним гейзерам.
Это открытие, помимо явной пользы для биологии и истории жизни на Земле, может перевернуть наши представления о том, где мы можем встретить другие формы жизни. Астрономы одну за другой открывают новые планеты за пределами Солнечной системы и ожесточенно ищут там океаны, потому что считают их необходимым условием обитаемости. Но если для зарождения жизни достаточно гейзера, то инопланетян, похожих на "Луку", мы можем найти совсем рядом. Водяные гейзеры бьют на Энцеладе, небольшом спутнике Сатурна - по космическим меркам, почти у нас под боком.
Источник