Лекция "Геотермальные поля как колыбель жизни".

15 марта в «Заповедном посольстве» парка «Зарядье» в рамках просветительского проекта «Курилка Гутенберга» обучающиеся нашей школы посетили публичную лекцию "Геотермальные поля как колыбель жизни". Лекцию прочитал доктор геолого-минералогических наук, профессор РАН, профессор кафедры геохимии в МГУ Бычков Андрей Юрьевич.

Каковы особенности нашего общего предка и каковы условия его обитания? Где и когда эти условия могли быть в истории планеты? Ну и наконец, самый комичный и частый вопрос: есть ли жизнь на других планетах?

Мало кто знает, но ученые способны обрисовать относительно точно картину только на 540 млн. лет назад, то есть до Фанерозойя. Таким образом, промежуток между 540 млн. до 4500 млн. (Катархей) назад можно назвать “темными веками”. О том, что происходило на их протяжении можно только предполагать. Ученые придерживаются методов дедукции и причинно-следственную связь.
Но возможна ли жизнь на других планетах? Для ответа на этот вопрос профессором были приведены точные научные данные о составе атмосферы Венеры и Марса. На Венере жизнь не возможна по причине высокой, не совместимой с жизнедеятельностью температурой. На Марсе же, который некогда имел атмосферу, когда-то очень далеко, возможно, существовала жизнь. Но, это всего лишь предположения.
После лекции профессору были заданы многочисленные вопросы, два из них задали ученики нашей школы Иван П. и Полина Р. Особенно всех заинтересовал вопрос Ивана о других возможных элементах Земной группы, на которых возможна жить. На этот вопрос профессор предположил существование жизни в подледных океанах Европы (спутника Юпитера). Но, по причине высокого коэффициента радиации, представить жизнь там очень и очень сложно.

Владимир Ф., ученик 9 класса Б

LUCA

По материалам лекции "Геотермальные поля как колыбель жизни" от 15 марта 2018

Последний универсальный общий предок (англ. Last universal common ancestor, LUCA, или иначе - Last universal ancestor, LUA) — это последняя популяция организмов, от которой произошли абсолютно все ныне живущие на Земле организмы. Никаких окаменелых останков LUCA не сохранилось, поэтому его можно изучать только путём сравнения геномов. Теория последнего универсального общего предка была впервые предложена Чарльзом Дарвином в его книге «Происхождение видов» 1859 года.

При помощи анализа предполагаемых потомков LUCA было показано, что он был маленьким одноклеточным организмом, вероятно, имевшим кольцевую ДНК, свободно плавающую в клетке, как у современных бактерий. На основе последовательностей ДНК бактерий, архей и эукариот, американский микробиолог, создатель молекулярной филогенетики и первооткрыватель Архебактерий Карл Ричард Вёзе (1928 —2012) утверждал, что LUCA был более прост, чем отдельные предки, давшие начало трём доменам жизни. На сегодняшний день считается, что именно LUCA дал две ветви потомков — Эубактерии и Архебактерии. От Архей появились Эукариоты, то есть организмы, чья клетка имеет ядро. Раньше биологи представляли LUCA похожим на термофильные микроорганизмы, живующие в подводных термальных источниках. Это происходило около 2,4 млрд лет назад. Но это не означает, что LUCA был единственным организмом тех древних времён: он был одним из нескольких ранних микроорганизмов.

Фото: Woese C. R., Kandler O., Wheelis M. L. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya

В 2016 году, был определён набор из 355 генов, точно имевшихся у LUCA.

Раньше биологи представляли LUCA похожим на термофильные микроорганизмы, живущие в подводных термальных источниках. Это происходило около 2,4 млрд лет назад. По последним данным генетиков оказалось, что наш предок совсем не любил жару под 90 градусов, а предпочитал умеренную температуру — не выше 50.

Кроме того, наш предок хранил информацию в виде РНК, которая не выносит высоких температур. Со временем LUCA заменил ее на ДНК-молекулы, и стал распространяться по всей Земле. На ранних этапах развития жизни Земля была весьма горяча. РНК не может оставаться стабильной при высокой температуре, что указывает на развитие общего предка в неком прохладном микроклимате. Замена же впоследствии РНК на устойчивую к теплу ДНК позволила древним организмам покинуть прохладные места обитания и расселиться по всему, тогда ещё горячему, земному шару.

Гидротермальный источник. Фото: NOAA / Wikipedia

В гидротермальных источниках и в курильщиках древнего океана, как и сейчас время, существует очень крутой температурный, химический и электрохимический градиенты, которые могли стать движущей силой первых метаболических циклов способных к связыванию углекислого газа.

Первые живые организмы возникли в гидротермальных источниках. Химические реакции, происходящие на границе водной среды и скалистых пород, создавали условия для возникновения жизни. Первые представители Эубактерий и Архей были автотрофами, зависимыми от водорода и использующими углекислый газ в качестве терминального акцептора в энергетическом обмене (у животных и растений эту роль играет вдыхаемый кислород).

Учитель биологии, Крючкова А.В.