Последний общий предок всех жителей Земли указал на очень быстрое возникновение жизни
Астроном Дэвид Киппинг использовал данные по последнему общему предку всего живого, чтобы сделать неожиданный вывод: жизнь возникла на нашей планете очень рано и самостоятельно, а не была занесена извне. Если это так, то ее возникновение должно быть достаточно частым событием. По крайней мере, на экзопланетах, по параметрам близким к Земле.
В последние 100 лет некогда чисто академическая дискуссия о времени возникновения жизни на Земле приобрела куда большее значение и неожиданно затронула другие отрасли науки. Еще в прошлом веке часто считали, что это случилось два-три миллиарда лет назад. Тогда абиогенез — возникновение живого из неживого — имел очень много времени «в запасе», что снимало сложности с тем, что в лаборатории к нему пока не удалось приблизиться всерьез.
В XXI веке ученые обнаружили явные следы бактериальной жизни возрастом не менее 3,5 миллиарда лет, а затем — и еще более древние, как минимум до 3,7 миллиарда лет. Анализ соотношения изотопов углерода-12 и 13 показал, что жизнь стала серьезно влиять на их распределение не менее чем 4,1 миллиарда лет назад. Но, чтобы стать геологически заметной по изотопам, она сперва должна быть массовой. То есть возникнуть ранее 4,1 миллиарда лет назад и существенно.
Особенно обострили ситуацию генетики: в 2024 году они показали, что последний всеобщий предок всех живых существ на планете (LUCA) существовал не менее 4,2 миллиарда лет назад. Более того, диапазон возможных моментов, когда он жил, в качестве максимально возможной цифры включает 4,52 миллиарда лет назад, что равно возрасту Земли.
Астроном Дэвид Киппинг из Колумбийского университета (США) попробовал включить новые результаты генетиков в решение вопроса о скорости возникновения жизни на планете. Текст статьи на эту тему он выложил на сервер препринтов Корнеллского университета.
Исследователь отметил, последний всеобщий предок не только не должен, но и, вполне вероятно, не был самым первым живым организмом на нашей планете. В биологии принято разделять его и первого всеобщего предка (FUCA). Последний всеобщий предок не найден палеонтологами, но рассчитан генетиками на основе «дублей» одних и тех же генов, встречающихся среди всех царств живых существ. Археи, бактерии и эукариоты серьезно различаются между собой, однако определенные гены у них не отличаются вовсе, что означает их наличие уже у их общего предка.
В прошлом году генетики пришли к выводу, что последний всеобщий предок был прокариотом — то есть организмом без ядра, что ожидаемо, — который вел анаэробный образ жизни (жил в бескислородной среде) и производил ацетон (был ацетогеном). Достаточно неожиданным оказалось то, что он имел иммунную систему. Она не имеет смысла, если организму не угрожают паразиты (например, вирусы). Но и паразиты не могут появиться, если вокруг еще раньше не возникла уже целая экосистема, наполненная живыми организмами, на которых можно паразитировать.
Из этого следует, что последний универсальный предок не был каким-то первым организмом пионером, но, напротив, был частью устоявшейся и довольно продвинутой экосистемы. А его метаболизм, выявленный исходя из генов, отвечающих за наработку ацетона, оставлял нишу для других микроорганизмов, использующих его отходы жизнедеятельности.
Автор новой статьи предложил расчеты на основе байесовского подхода, позволяющие вычислить соотношение шансов между двумя разными сценариями: быстрого абиогенеза (возникновения живого из неживого) и медленного. Чтобы узнать эту вероятность, он принял за отправную точку то, что человеческая цивилизация существует. Если абиогенез в норме происходит медленно и требует миллиардов лет, это событие крайне маловероятно.
Как констатировал Киппинг, через миллиард лет Земля была бы непригодна для возникновения цивилизации, поскольку светимость Солнца постоянно растет, что влияет и на состав земной атмосферы. Спустя миллиард лет на планете будет или слишком жарко для сложной жизни, или слишком мало углекислого газа для существования деревьев и подавляющего большинства известных растений. Очевидно, что от возникновения жизни до развития цивилизации нужно время. Исходя из времени появления последнего универсального предка, оно превышает четыре миллиарда лет.
Исходя из этого, вероятность того, что абиогенез в норме идет медленно, очень мала — не выше одного к 13. Киппинг даже рассмотрел достаточно экзотическую гипотезу «древних исчезнувших цивилизаций». Речь идет о спекулятивных предположениях ряда ученых, что первая цивилизация могла возникнуть задолго до людей, в силурийском периоде. Причем по расчетам, следы такой цивилизации на сегодня были бы уже уничтожены временем.
Но даже в этом сценарии время между появлением последнего общего предка и первой цивилизацией — приблизительно 3,8 миллиарда лет. То есть медленный абиогенез все еще в 10 раз менее вероятен, чем быстрый.
Выводы из нового исследования достаточно разнообразны, хотя автор не затрагивает все их последствия. Во-первых, получается, что жизнь на нашей планете возникла быстро — менее чем за 300 миллионов лет. Такое малое время возникновения снижает шансы на то, что она попала сюда путем панспермии, то есть заноса с других миров. Реалистичные сценарии панспермии с Марса требует много времени (чтобы выбитый оттуда материал попал на Землю). Подобный занос из других звездных систем еще сложнее, поскольку время путешествия обломков между звездными системами так велико, что большинство организмов за это время потеряют способность воспроизводиться на новом «месте жительства».
Во-вторых, такой быстрый абиогенез означает, что если ранние земные условия распространены во Вселенной, то и жизнь в ней существует в огромном количестве мест. Киппинг подчеркнул, что на сегодня частота встречаемости условий ранней Земли в других системах неясна, поэтому этот момент требует определенной осторожности.
Можно отметить и еще одно следствие из научной работы. По современным представлениям, ранний Марс был очень похож на раннюю Землю — это следует из выводов геологов по следам водоемов и теплых условий на поверхности четвертой планеты. Если абиогенез быстро произошел у нас, то он достаточно вероятен и для ближайшей соседней планеты в зоне обитаемости вокруг Солнца.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Международная исследовательская группа с участием ученых Сколтеха разработала способ создания одномерных квантовых проводов в структурах из двух разных двумерных материалов — диселенида молибдена и диселенида вольфрама. В основе технологии, которую представят на конференции «Микроэлектронные системы-2026» в Сколтехе, лежит растяжение слоев, при котором меняется взаимное расположение атомов между слоями, а вместе с ним — электронные и оптические характеристики. Это позволяет настраивать поведение материала без химических добавок и сложной обработки. Такой подход может лечь в основу гибкой электроники и устройств, реагирующих на давление, изгиб или растяжение.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии