Что если жизнь зародилась в океане? Гидротермальные источники и поиск внеземной жизни

Вопрос о происхождении жизни на Земле — одна из самых фундаментальных и до сих пор не до конца решенных загадок науки. На первый взгляд, кажется, что ответ лежит на поверхности: жизнь зародилась в океане. Но эта очевидность таит в себе множество сложных и захватывающих нюансов. Разберемся в них вместе.

Существует несколько гипотез, объясняющих возникновение жизни. Две наиболее популярные связывают этот процесс с водой. Первая фокусируется на гидротермальных источниках — своеобразных подводных гейзерах, извергающих горячую воду, насыщенную минералами. Открытые в 70-х годах прошлого века, эти источники поразили ученых резкими перепадами температур на океанском дне. Некоторые из них достигают невероятных 700 градусов по Фаренгейту! Размеры гидротермальных источников варьируются от небольших расщелин до гигантских «дымоходов» высотой с 18-этажный дом. Из них, вместо дыма, извергаются минералы, газы и горячая вода, создавая уникальную среду обитания для удивительных существ. Гигантские трубчатые черви, достигающие шести футов в длину, рыбы, крабы, мидии и креветки — все они процветают в этой, казалось бы, негостеприимной среде.

Некоторые ученые предполагают, что именно здесь, вблизи гидротермальных источников, могла зародиться жизнь в ее первоначальной форме. В условиях ранней Земли, когда атмосфера не защищала от ультрафиолетового излучения, океанские глубины могли стать убежищем для первых органических молекул. Здесь, вдали от губительного воздействия ультрафиолета, могли формироваться «кирпичики жизни» — нуклеотиды и аминокислоты. Кроме того, уникальные пищевые цепи, основанные на хемосинтезе, а не на фотосинтезе, демонстрируют возможность существования жизни без солнечного света.

Вторая гипотеза отводит главную роль в зарождении жизни приливным бассейнам — небольшим водоемам, периодически заполняемым и осушаемым морской водой. Сторонники этой теории считают, что постоянная влажность океана не способствует формированию сложных молекул. Циклы увлажнения и высыхания в приливных бассейнах, напротив, создают условия для образования связей между молекулами и построения более сложных структур. Эти циклы могли происходить не только на побережье, но и в открытом океане, например, на вершинах подводных вулканов, выступающих над поверхностью воды.

Однако, возможно, вопрос не столько в месте, сколько в условиях, необходимых для зарождения жизни. Какие химические реакции были необходимы для этого процесса? И какие среды могли обеспечить эти условия? Возможно, правильный ответ не один. Ранняя Земля была огромным и разнообразным миром, и жизнь могла возникнуть в нескольких местах одновременно.

Сегодня ученые пытаются воссоздать условия ранней Земли в лаборатории. Они строят миниатюрные гидротермальные источники и изучают, как органические молекулы взаимодействуют с минералами и ионами морской воды. Эти исследования помогают понять, какие химические процессы могли привести к возникновению жизни.

Изучение гидротермальных источников на Земле также имеет значение для поиска жизни за пределами нашей планеты. Ледяные луны, такие как Энцелад и Европа, скрывают под своей поверхностью огромные океаны. Хотя эти океаны постоянно покрыты льдом и лишены солнечного света, на их дне могут существовать гидротермальные источники, подобные земным. И если жизнь могла зародиться вблизи гидротермальных источников на Земле, то почему бы ей не существовать и в океанах этих далеких лун? Возможно, именно там, в ледяной бездне, нас ждет открытие, которое навсегда изменит наше представление о жизни во Вселенной.