С помощта на радиоспектрални методи е доказано наличието в открития космос на „тухлички“ на живата материя — сложни органични съединения като формалдехид, цианоацетилен и формамид. Това подсказва, че Земята вероятно е съдържала органични съединения още на етапа на своето формиране. Смята се, че фотохимичните процеси — реакции, предизвикани от електромагнитни вълни — са преобразували неорганични съединения в органични.
Експериментът, който влезе в историята
Учените се опитали да възпроизведат тези първични условия в лаборатория. Стенли Милър и Харолд Юри подлагали на електрически разряди смеси от газове — H₂, CH₄ и NH₃ — циркулиращи над кипяща вода. В резултат открили урея, метилурея, някои органични киселини и общо шест аминокиселини. Експериментът доказа, че синтезът на органични съединения от прости неорганични смеси е възможен при наличие на енергиен източник.
Но по-нататък механизмът се изплъзва. Механизмът на синтез на по-сложните органични молекули нито в първичната атмосфера, нито в лабораторията не е окончателно установен. Няма единно мнение дори за мястото: едни казват, че животът е подпомогнат от ултравиолета, други — че ултравиолетът е пагубен (неслучайно убива бактериите в болниците), и затова животът се е зародил в океанските дълбини, край подводните вулкани.
Пропастта между тухличката и завода
Да допуснем, че в първичния бульон са се появили най-простите тухлички — аминокиселините, от които се строят белтъците. Остава главният въпрос: как да се преодолее пропастта между аминокиселината и белтъка, който носи наследствена информация, кодирана в ДНК? Кой е научил белтъците да съхраняват и предават тази информация? Какво е накарало тухличките да се съберат в завод?
Белтъците играят основна роля в регулацията на обмяната на веществата — съществуването на жива клетка без белтъчни структури е невъзможно. Според теорията на Александър Опарин, следващата стъпка са били коацерватните капки — молекули, обвити във водна обвивка, която им дава ясни граници. Капките са можели да поглъщат вещества отвън, да растат и да се раздробяват. По-късно теорията на Опарин-Холдейн е сметната за остаряла, защото не обяснява възпроизвеждането.
Светът на РНК
На нейно място идва хипотезата за света на РНК. Откритието е забележително: РНК може да ускорява химическите реакции, тоест да действа като катализатор, и същевременно да бъде носител на наследствена информация. Нито ДНК, нито белтъкът поотделно са способни на това. По предположение на учените, древните РНК започнали да използват белтъчните молекули като „оръдия на труда“, а по-късно отговорността за катализа преминала към белтъците, а за съхранението на информацията — към ДНК.
Така първият етап — случайният синтез на органични молекули — остава без доказан механизъм. Това е важна забележка: ако не можем да обясним най-първата стъпка, всички следващи стъпки на еволюцията, образно казано, остават във въздуха.
Заглавно изображение: Gary Ladd / KPNO / NOIRLab / NSF / AURA — CC BY 4.0. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:A_Vintage_Lightning_Storm_at_Kitt_Peak_(iotw2102a).tiff