Від молекули до клітини. Захоплююча теорія виникнення життя

Від молекули до клітини. Захоплююча теорія виникнення життя

Відомо, що приблизно 4 мільярди років тому Землю омивав безкраїй океан. Вже тоді у ньому, окрім води, було достатньо таких хімічних речовин як двоокис вуглецю, метан та аміак. Вчені встановили, що якщо помістити ці речовини в колбу та впливати на них за допомогою ультрафіолетового світла або електричних розрядів (імітації первісних блискавок), то через декілька тижнів у цій колбі з’явиться велика кількість молекул, значно складніших за попередні.

На думку англійського біолога Річарда Докінза, навіть до появи життя на нашій планеті існувала елементарна еволюція молекул. У своїй книжці під назвою «Егоїстичний ген» вчений стверджує, що спочатку складні молекулярні структури об’єднувалися випадковим чином. Вони були слабкі і легко піддавалися хімічним і фізичним впливам. Цим скористалася одна нетипова молекула, яку Річард Докінз назвав реплікатором (від лат. replicatio, відтворення, повторення).

Особливість реплікатора полягала у тому, що він вмів створювати копії самого себе. Реплікатор притягував частини інших споріднених з ним молекул, вибудовуючи свою структуру ще раз. З часом два аналогічні ланцюги розпадалися, стаючи двома окремими реплікаторами, здатними й далі створювати свої копії.

Однак процес копіювання виявився неідеальним. В молекулярних ланцюгах постійно з’являлися помилки. Завдяки цьому океан наповнився популяціями кількох різновидів реплікантних молекул, які «походили» від одного й того самого предка. Деякі різновиди мали більшу спадкову стабільність, ніж інші. Сформувавшись один раз, вони рідко розпадалися під дією зовнішніх чинників. Такі молекули мали більше часу на самовідтворення і ставали дедалі численнішими.

Так виникла еволюційна тенденція до більшої довговічності. Серед довговічних різновидів реплікатора перевагу мали ті, хто за той самий проміжок часу робив більше своїх копій. Тому швидкість відтворення була другою еволюційною тенденцією. Третьою еволюційною тенденцією стала точність відтворення. Чим менше помилок робила молекула у своїх копіях, тим більше ідентичних нащадків вона мала.

«Невідомо, чи були ці молекули «живими». В принципі, це й не так важливо. Вони були праобразом життя — нашими прабатьками», — пише Докінз.

Далі починається найцікавіше. Коли первісний океан наповнився напрочуд стійкими структурами, будівельні блоки використовувалися із такою швидкістю, що стали дефіцитними та коштовними ресурсами. Виникла конкуренція між різновидами реплікатора, вони боролися за виживання, і чимало з них вимерли. Способи збільшення власної стабільності та зменшення стабільності конкурентів ставали більш досконалими та ефективними.

Деякі з молекул навчилися в хімічний спосіб руйнувати молекули конкурентів та використовувати вивільнені завдяки цьому будівельні блоки для виготовлення власних копій. Ці протохижаки одночасно отримували їжу та усували суперників. Натомість інші різновиди реплікатора відкрили унікальний спосіб самозахисту: вони почали зводити навколо себе білкову оболонку.

Такі захисні контейнери значно продовжували існування реплікатора, а тому давали йому можливість зробити більшу кількість своїх копій. І виживали саме ті реплікатори, які змайстрували для себе досконаліші оболонки.

Так, ймовірно, виникли перші клітини.

© Сергій Філюк, «Стилос.інфо»
Заголовне фото: www.teleena.com

В основі публікації матеріал, взятий із книги Річарда Докінза «Егоїстичний ген», осмислений та доповнений авторами нашого видання. Умовиводи наших авторів можуть відрізнятися від того, що мав на увазі автор книги.