Астроном Дэвид Киппинг, изучая данные о последнем общем предке всех живых существ, пришел к неожиданному выводу: жизнь появилась на нашей планете очень рано и самостоятельно, а не была доставлена свне. В таком случае возникновение жизни должно быть достаточно частым явлением, по крайней мере, на экзопланетах, схожих с Землей по параметрам.
За последние сто лет дискуссия о появлении жизни на Земле вышла за рамки академических кругов и оказала влияние на другие научные дисциплины. В прошлом веке предположительно полагали, что жизнь возникла два-три миллиарда лет назад. Это давало абиогенезу — образованию живого из неживого — достаточно времени для реализации, снижая озадачивание тем, что в лабораторных условиях его пока не удалось воспроизвести.
В XXI веке учёные обнаружили следы бактериальной жизни возрастом не менее 3,5 миллиардов лет, а затем — ещё более древние, как минимум до 3,7 миллиардов лет. Анализ соотношения изотопов углерода-12 и 13 показал, что жизнь серьёзно повлияла на их распределение не менее чем за 4,1 миллиарда лет. Но для того чтобы стать геологически заметной по изотопам, она должна была быть массовой. То есть возникнуть ранее 4,1 миллиарда лет назад и существенно.
Особенно обострили В 2024 году учёные продемонстрировали, что общий предок всех живущих существ планеты … LUCAДоисторический вид существовал не позднее 4,2 миллиарда лет назад. Возможно, возраст этого вида достигал 4,52 миллиарда лет, равного возрасту Земли.
Астроном Дэвид Киппинг из Колумбийского университета попытался учесть данные генетиков при изучении скорости появления жизни на Земле. выложил на сервер препринтов Корнеллского университета.
Исследователь указал, что последний общий предок, скорее всего, не был первым живым организмом на нашей планете. В биологии принято различать его и первого общего предка (FUCA). Последнего общего предка палеонтологи пока не обнаружили, но генетики рассчитали его на основе «дублей» одних и тех же генов, встречающихся во всех царствах живых существ. Археи, бактерии и эукариоты значительно отличаются друг от друга, но некоторые гены у них идентичны, что указывает на их наличие у общего предка.
Генетики выяснили год назад, что последний общий предок был прокариотом — организмом без ядра. Этот предок жил в бескислородной среде и вырабатывал ацетон. ацетогеномРезультатом оказалось довольно неожиданным наличие иммунной системы у него. Без угрозы со стороны паразитов (например, вирусов), она кажется излишней. Впрочем, и паразиты не могут возникнуть без полноценной экосистемы с живыми организмами, способными стать их хозяевами.
Последний общий предок не был пионером-организм, первым заселившим мир, а частью уже сложившейся и развитой экосистемы. Его метаболизм, изученный по генам, отвечающим за производство ацетона, оставлял пространство для других микроорганизмов, использующих его отходы.
Автор публикации применил байесовский подход для расчёта вероятности двух сценариев: быстрого и медленного абиогенеза. Исходя из факта существования человеческой цивилизации, автор выяснил, что при нормальном медленном развитии абиогенеза, требующем миллиардов лет, это событие маловероятно.
Через миллиард лет Земля станет непригодной для цивилизации: солнечная светимость постоянно увеличивается, меняя состав атмосферы. Через миллиард лет на планете будет либо слишком жарко для сложной жизни, либо недостаточно углекислого газа для существования деревьев и большинства известных растений. Время от возникновения жизни до развития цивилизации превышает четыре миллиарда лет, исходя из времени появления последнего универсального предка.
Вероятность того, что абиогенез протекает медленно естественным путем, мала — не более одного процента. Киппинг даже исследовал гипотезу «древних исчезнувших цивилизаций». Эта гипотеза основывается на предположениях некоторых ученых о том, что первая цивилизация могла возникнуть задолго до людей, в силурийский период. По расчетам, следы такой цивилизации к настоящему времени были бы уничтожены временем.
Даже в этом предположении промежуток времени от появления последнего общего предка до возникновения первой цивилизации составляет около 3,8 миллиардов лет. Таким образом, медленный абиогенез всё ещё в десять раз маловероятнее быстрого.
Новое исследование приводит к разноречивым выводам, не затрагивая все их следствия. Автором отмечено быстрое возникновение жизни на Земле – менее чем за 300 миллионов лет. Такая небольшая продолжительность существования снижает вероятность её переноса с других миров посредством панспермии. Сценарии панспермии с Марса требуют значительного времени для доставки материала на Землю. Занос из других звездных систем ещё сложнее, поскольку время путешествия обломков между ними настолько велико, что большинство организмов не смогут воспроизводиться в новом месте.
Быстрый абиогенез подразумевает: если условия ранней Земли распространены во Вселенной, то жизнь существует во множестве мест. Киппинг отмечает, что сегодня неизвестна частота встречаемости таких условий в других системах, поэтому этот момент требует осторожности.
Научная работа указывает на еще одно следствие: ранний Марс был очень похож на раннюю Землю. Геологи делают такой вывод по следам водоемов и теплых условий на поверхности четвертой планеты. Если абиогенез произошел быстро на Земле, то он достаточно вероятен и для ближайшей соседней планеты в зоне обитаемости вокруг Солнца.