К проблеме возникновения жизни на Земле

В. И. Сиротин, Воронежский государственный университет

В серии наших работ затрагивалась проблема возникновения жизни на Земле [1–5]. К. Конди справедливо указывает [6], что никакой другой аспект геологической науки не был предметом столь пристальных исследований, как вопрос о происхождении жизни. Геологи всегда стремились обратить внимание на самые древние породы, свидетельствующие о жизни на Земле [6–10]. В настоящее время в результате изучения Ближнего (Солнечная система), Среднего (наша галактика – Млечный путь) и Дальнего Космоса (вся обозримая Вселенная) [2, 3] наметилось три направления (аспекта), аргументирующих время и место зарождения жизни.

I. Возникновение жизни в результате абиогенеза на Земле Обзор наиболее древних (архейских) пород, содержащих органические соединения, дается в работе М. Кальвина «Химическая эволюция» [9]. По мнению этого автора и в духе работ А. И. Опарина, Дж. Холдейна и Дж. Бернала [6, 10, 11] именно химическая эволюция привела к возникновению живых систем на Земле. Более аргументированного изложения возможного естественного возникновения жизни, пожалуй, до 80-х гг. прошлого века в мировой литературе не было. Показательны в этом отношении структура книги, ее составные части и их расположение:

1. Взгляд из настоящего в прошлое. В разделах этой части рассмотрены наиболее древние отложения, содержащие органические соединения биологического происхождения (отложения Онфервахт, Южная Африка – 3, 7 млрд лет). Любопытно, что на рис. 10 [9] показано (хотя и под вопросом) появление жизни, максимально приближенное к образованию Земли – 4, 2–4, 3 млрд лет (со ссылкой на авторов, детально изучавших отложения Онфервахт). Эту часть автор назвал молекулярной палеонтологией.

2. Взгляд из прошлого в настоящее. В разделах рассматривается собственно химическая эволюция на Земле, которую автор сопровождает современными представлениями об эволюции звезд, в том числе и Солнца, которое он справедливо называет «пожилой» звездой, поскольку в ней содержится несколько больше тяжелых элементов (0, 044 %), чем во Вселенной в целом (0, 011 %), что означает, что Солнце уже пережило несколько взрывов сверхновых, в ходе которых возникали тяжелые элементы, являющиеся теперь основными компонентами Земли. Эта часть © Сиротин В. И., 2010 книги является основ-ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ГЕОЛОГИЯ, 2010, № 1, ЯНВАРЬ–ИЮНЬ 37ной. Она содержит 6 из 11 глав, в которых рассматривается химическая эволюция от предбиологической химии до образования мембранных структур клетки, т. е. до перехода к жизни. Эта традиционная точка зрения о том, что жизнь в ее земном виде возникла на самой Земле, получила название абиогенеза. Альтернативная точка зрения о внеземном происхождении жизни изредка появлялась [10], но в основном представлялась не более чем фантазией.

3. Взгляд из настоящего в будущее. Сам автор считает эту часть менее серьезной, поскольку большинство ученых может иметь собственное мнение, не утруждая себя в том, в какой степени оно подтвердится или не подтвердится в будущем. Одной из заслуг своей книги автор считает отказ от необходимости небесного творца, а также (в связи с космическими исследованиями, включая успешные посадки космических аппаратов на другие планеты), – возможность проведения сравнительного анализа предбиологической стадии жизни, если вдруг она будет обнаружена на других космических объектах Солнечной системы и Космоса.

В 1988 г. вышла в свет уникальная монография Нормана Хоровица «Поиски жизни в Солнечной системе» [12]. Автор участвовал в разработке и осуществлении программы «Викинг», основной задачей которой был поиск следов жизни на Марсе. Достоинство книги в том, что Н. Хоровиц как биолог-генетик в доступной форме объяснил, что жизнь – это сложнейшая сцепленная взаимозависимая самоподдерживающаяся система белков и нуклеиновых кислот, способная к саморепликации и обладающая оптической левовращающейся изометрией (харальностью). Выдающаяся роль в возникновении жизни принадлежит углероду и воде, обладающей уникальными свойствами растворителя. Что касается жизни в Солнечной системе, Н. Хоровиц приходит к неутешительному выводу: «На равнинах Хриса и Утопия, где садились космические аппараты “Викинг”, угасла давняя мечта человечества: мы оказались одиноки в Солнечной системе». Странно, однако, почему автор не заметил для поисков следов жизни ряд объектов Солнечной системы.

В своих работах [2, 3], обобщая данные сравнительной планетологии и земной кислородной изотопии, нами были выделены (имея в виду и возможность возникновения предбиологических систем и жизни) следующие этапы в ранней истории Земли.

1-й: 4, 55–4, 45 млрд лет – этап ранней горячей Земли. Для тектонического стиля Земли были характерны «стада» мелких литосферных плит, плюмовая тектоника, обдукция, сагдукция, тессерообразование, возможно, зарождение литосферных плит и зачатков сиалической коры. Напряженность тектонического стиля Земли усугублялась притяжением в системе Земля – Луна (при любом механизме образования последней: коаккреция, импактная модель, захват). Этап явно не благоприятен для эволюции предбиологических систем и жизни.

2-й: 4, 45–4, 35 млрд лет – этап заметно охлажденной относительно спокойной и теплой Земли характеризовался удалением Луны за пределы Роша, образованием планетарного чехла, включающего земную кору, первичную атмосферу и гидросферу. Учитывая значительные энергетические возможности Земли (в сравнении с Луной), можно предполага