Граница между живым и неживым стирается.
Жизнь на Земле могла возникнуть благодаря совместной работе множества химических веществ, которые постепенно научились сохранять информацию, размножаться и приспосабливаться к окружающей среде. Учёные всё чаще отказываются от поисков единственной молекулы, запустившей биологическую эволюцию. Новый подход уже приносит результаты: исследователи собрали из неживых компонентов искусственные клетки, способные копировать ДНК, расти и делиться, хотя полноценной жизнью их пока назвать нельзя.
Долгое время специалисты спорили, с чего началась жизнь. Одни считали главными кандидатами молекулы РНК, способные хранить наследственную информацию и ускорять химические реакции. Другие искали истоки жизни в обмене веществ, когда одни соединения помогают создавать другие и поддерживают непрерывную цепочку реакций. Сторонники липидного мира предполагали, что первыми появились крошечные пузырьки из жировых молекул, внутри которых накапливались необходимые вещества.
У каждой гипотезы нашлись слабые места. Учёным пока не удалось получить молекулу РНК, которая полностью копировала бы себя без посторонней помощи. Химические цепочки, напоминающие первичный обмен веществ, тоже не смогли самостоятельно поддерживать работу, расти и передавать информацию следующим поколениям. Постепенно исследователи начали рассматривать другой сценарий: несколько химических механизмов могли развиваться одновременно, постепенно объединяясь в первые живые системы.
Основания для пересмотра прежних теорий дали лабораторные опыты. В условиях, напоминающих раннюю Землю, химики получали аминокислоты, сахара, компоненты нуклеиновых кислот и жирные кислоты. Органические соединения обнаруживали и в метеоритах. Получается, многие строительные материалы жизни могли существовать задолго до появления первых организмов. Гораздо сложнее объяснить, как разрозненные вещества собрались вместе и начали поддерживать работу друг друга.
Особенно интересный результат получила летом 2026 года команда биолога Кейт Адамалы. Исследователи собрали искусственные клетки из липосом, микроскопических пузырьков с оболочкой из жировых молекул. Внутрь поместили систему копирования ДНК и 36 ферментов, которые помогают считывать генетические инструкции и создавать белки. Другие пузырьки доставляли необходимые вещества, включая сахара, жиры и рибосомы, клеточные структуры для производства белков.
После многочисленных попыток искусственные клетки начали копировать собственную ДНК, увеличиваться в размерах и делиться. Более крупные клетки оставляли больше потомков, поэтому их доля постепенно росла. Команда опубликовала результаты в июле 2026 года, однако работа пока не прошла научное рецензирование.
До создания настоящей живой клетки исследователям ещё далеко. Лабораторные конструкции постоянно нуждаются в питательных веществах и новых рибосомах, которые поступают извне. Кроме того, различия между клетками учёные заранее заложили в их ДНК. Для полноценной эволюции генетические изменения должны возникать самостоятельно, а полезные особенности сохраняться и распространяться среди следующих поколений.
Другой путь к разгадке предлагают генетики. Вместо создания жизни с нуля специалисты изучают ДНК современных организмов и пытаются восстановить особенности их древнейших предков. В 2024 году исследователи составили подробную реконструкцию общего предка всей известной земной жизни, которого называют LUCA. По их расчётам, около 4,2 млрд лет назад уже существовали клетки со сложным обменом веществ, мембранами и генетическими инструкциями для производства примерно 2600 белков.
LUCA не был первым живым существом. Более того, исследователи предполагают, что древний предок существовал среди других микроорганизмов. Если расчёты верны, первые клетки успели пройти долгий путь эволюции ещё до его появления. Земля стала потенциально пригодной для жизни примерно 4,4 млрд лет назад, поэтому на формирование довольно сложных организмов могло уйти около 200 млн лет.
Учёные также проверяют, насколько сильно древнейшая жизнь отличалась от современной. Сегодня организмы строят основные белки из 20 аминокислот, но эксперименты показали, что некоторые устойчивые белковые структуры можно собрать всего из десяти. Исследователи предполагают, что первые организмы могли обходиться меньшим набором веществ. Не исключают и использование других аминокислот, которые позднее исчезли из привычной нам биологии.
Ещё дальше пошли химики, работающие с искусственными молекулами на основе бензольных колец. Специалисты обнаружили, что определённые соединения могут самостоятельно собираться в структуры, создавать собственные копии и ускорять химические реакции. Позднее им удалось заставить молекулы образовывать ограниченные оболочкой структуры, способные расти и делиться. Последние результаты пока не опубликованы, а способности к самостоятельной эволюции исследователи ещё не добились.
Постепенно меняется и представление о моменте появления жизни. Возможно, чёткой границы между неживой химией и первыми организмами никогда не существовало. Одни молекулярные системы научились поддерживать реакции, другие приобрели способность сохранять информацию, а дальнейшее усложнение позволило им размножаться и приспосабливаться к переменам. На ранней Земле разные химические процессы могли многократно объединяться, распадаться и начинаться заново.
Проверить новые представления поможет поиск жизни за пределами Земли. Если на других планетах обнаружатся организмы с непривычным химическим составом, учёные смогут выяснить, какие свойства необходимы любой живой системе, а какие появились исключительно в земной эволюции. Пока у науки есть лишь один подтверждённый пример жизни, и даже самые сложные лабораторные конструкции не способны существовать и эволюционировать самостоятельно. Однако исследователи постепенно приближаются к пониманию того, как обычные химические вещества могли превратиться в первых обитателей Земли.
Источник: SecurityLab
