Ученые: Жизнь на Земле могла появиться в вулканических озерах

Первые примитивные живые клетки могли появиться в водах пресных озер, которые подогревались и насыщались микроэлементами доисторическими геотермальными источниками.

Об этом заявляют российские и американские ученые в статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Большинство геологов и эволюционных биологов полагают, что жизнь на Земле в современном ее виде зародилась в водах первичного океана, который покрывал практически всю поверхность планеты. 

Считается, что этот океан представлял собой густой бульон из аминокислот и других "кирпичиков жизни", из которых появились первые живые клетки.

Группа геологов и эволюционных биологов под руководством выходца из России Евгения Кунина из Национального института здоровья в городе Бетесда (США) предложила новый аргумент в пользу альтернативной теории - зарождения жизни в пресноводных озерах, в воду которых поступает пар и горячая вода из геотермальных источников.

В последние годы появилось множество свидетельств того, что активность вулканов и другие геотермальные процессы играли важную роль в зарождении жизни. 

Так, в феврале 2010 года британские и немецкие геологи предложили новую теорию зарождения жизни, согласно которой первые клетки появились у жерла подводных вулканов и лишь потом заселили весь Мировой океан. 

В октябре 2011 года другая группа ученых нашла свидетельства этому в отложениях древних горных пород в Гренландии.

Кунин и его коллеги "перенесли" вулканы из вод "подсоленного" первичного океана в пресноводные озера на тех клочках суши, которые существовали в ранней истории Земли, сравнив химический состав клеток с набором элементов в водах современных геотермальных озер.

В своем исследовании авторы статьи предположили, что первичные клетки должны были развиться в той местности, которая меньше всего отличалась от них по химическому составу.

С этой точки зрения, морская вода не является идеальной средой для развития жизни - концентрации натрия, калия, марганца, цинка и ионов других важнейших биоэлементов в ней значительно отличается от клеточных. 

Даже самые примитивные микроорганизмы обладают сложной системой особых "насосов", которые препятствуют смешиванию цитоплазмы с морской водой. Маловероятно, что такие защитные приспособления существовали уже в первых протоклетках.

Ученые сравнили химический состав цитоплазмы в клетках множества современных организмов и вывели "средние" концентрации аминокислот, биологически важных металлов и других веществ. 

Затем они сравнили их с типичным набором микроэлементов в воде современных океанов, предполагаемым составом первичного океана и водой в современных геотермальных озерах.

Оказалось, что вулканические озера были наиболее благоприятной "колыбелью" для зарождения жизни. Как отмечают Кунин и его коллеги, только в их водах сложились достаточно благоприятные условия для формирования структур базовых белков и других важнейших молекул, составляющих основу клетки.

По словам ученых, такие озера могли образоваться в результате взаимодействия воды, поступающей на Землю вместе с метеоритами и раскаленными породами на глубине. 

Вода во время своего путешествия с поверхности в глубинные слои "собирала" ионы калия, натрия и других важных микроэлементов и возвращалась вместе с ними в виде геотермального пара, который осаждался в озера.

Как полагают геологи, такие условия могли стабильно существовать в течение многих миллионов лет, что дало жизни большой шанс на появление. Выводы ученых подтверждаются тем, что схожий химический состав характерен для вод геотермальных источников в окрестностях вулкана Мутновский на Камчатке.