Химики породили еще одну жизнь на Земле

Новорожденная Земля была несимпатичным, безжизненным и довольно агрессивным «младенцем» -- планетой, на которой извергались вулканы и бушевали грозы. Русский биохимик Александр Опарин и Нобелевский лауреат Гарольд Юри (Harold Clayton Urey) в свое время предположили, что первые биотические молекулы -- «предвестники» жизни -- появились в химических реакциях, протекавших под воздействием солнечного тепла и электрических разрядов (гроз) в атмосфере молодой Земли.

Как известно, в пятидесятые годы прошлого столетия Гарольд Юри и его аспирант Стенли Миллер (Stanley Lloyd Miller) в полуподвальной лаборатории Чикагского университета воссоздали атмосферу новоиспеченной Земли. Для этого ученые сконструировали замкнутую систему, состоящую из сферической колбы и трубок, по которым циркулировали, охлаждались и вновь поступали в колбу испарявшиеся вещества. В сферической колбе, наполненной водяным паром, метаном, водородом и аммиаком, и протекали процессы, аналогичные атмосферным превращениям новорожденной планеты: бунзеновская горелка имитировала солнечное тепло, а электроды вспыхивали молниями.

Через неделю жидкость в колбе стала маслянистой и приобрела желто-коричневый оттенок. С помощью бумажной хроматографии исследователи обнаружили несколько аминокислот, о чем и сообщили в статье A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions, опубликованной в журнале Science в 1953 году. Правда, обнаруженных аминокислот было недостаточно для возникновения жизни. Поэтому и Миллер, и другие ученые продолжили моделировать условия зарождения жизни, изменяя состав атмосферы, и дополняя экспериментальную планету вулканическими выбросами и УФ-излучением.

Предусмотрительный Стенли Миллер не только сохранил протоколы исследований (в том числе и неопубликованных), но и «законсервировал» полученные соединения. Теперь химики XXI века анализируют эксперименты, проведенные полвека назад. Так, в 2008 году Адам Джонсон (Adam P. Johnson) и его коллеги опубликовали современные результаты «вулканических» экспериментов прошлого столетия. Оказалось, что Стенли Миллер синтезировал не пять, а двадцать две аминокислоты. А исследователи из научных центров США и Мексики под руководством Эрика Паркера (Eric T. Parker) из Калифорнийского университета (University of California) обнаружили протоколы и «законсервированные» данные другого вулканического эксперимента, результаты которого Стенли Миллер не публиковал.

Неизвестный эксперимент

В 1958 году Стенли Миллер провел эксперимент, аналогичный тем, которые уже несколько раз подтверждали возможность самозарождения жизни. Правда, на этот раз экспериментальная атмосфера состояла из смеси сероводорода, метана, аммиака, диоксида углерода и водяного пара. Эта газовая смесь «варилась» в разрядах молнии на протяжении трех дней. Непонятно почему, но Стенли Миллер так и не упомянул полученных результатов ни в одной из своих публикаций.

Протокол эксперимента, лабораторные записи и «законсервированные» продукты атмосферных превращений сохранились в библиотеке Калифорнийского университета (Geisel Library) и архивах Института океанографии Скриппса (Scripps Institution of Oceanography). Поэтому Эрик Паркер и его коллеги смогли выяснить, что в результате этого эксперимента Стенли Миллер получил двадцать три аминокислоты и четыре амина. Причем, аминокислотное разнообразие вулканического серосодержащего эксперимента имеет много общего с «палитрой» аминокислот, обнаруженных в метеоритах. Среди аминокислот есть и незаменимые, и те, которые не входят в состав земных протеинов. «Настоящее исследование показывает, что на заре существования Земли в некоторых регионах могли сложиться условия, благоприятные для синтеза биотических молекул и зарождения жизни», -- заключают авторы статьи Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-rich spark discharge experiment, опубликованной в PNAS.