The mysterious origins of life on Earth - Luka Seamus Wright

Переводчик: Вадим Гузик Редактор: Ростислав Голод

Billions of years ago on the young planet Earth

Миллиарды лет назад на юной планете Земля

simple organic compounds assembled into more complex coalitions

простые органические соединения объединились в сложные комбинации,

that could grow and reproduce.

способные расти и размножаться.

They were the very first life on Earth,

Это были самые первые формы жизни на Земле,

and they gave rise to every one of the billions of species

и они дали начало всем тем миллиардам видов,

that have inhabited our planet since.

которые с тех пор населяли нашу планету.

At the time, Earth was almost completely devoid

В те времена Земля была почти полностью лишена того,

of what we’d recognize as a suitable environment for living things.

что у нас принято считать благоприятной средой для живых существ.

The young planet had widespread volcanic activity

Повсеместно на юной планете наблюдалась вулканическая активность,

and an atmosphere that created hostile conditions.

жизни также не способствовала атмосфера планеты.

So where on Earth could life begin?

Где же на Земле могла зародиться жизнь?

To begin the search for the cradle of life,

Прежде чем начинать поиски «колыбели жизни»,

it’s important to first understand the basic necessities for any life form.

важно понимать основные необходимые составляющие для любой формы жизни.

Elements and compounds essential to life include hydrogen, methane, nitrogen,

Главные для жизни элементы и соединения — это водород, метан, азот,

carbon dioxide, phosphates, and ammonia.

углекислый газ, фосфаты и аммиак.

In order for these ingredients to comingle and react with each other,

Чтобы эти компоненты смешивались и вступали в реакции друг с другом,

they need a liquid solvent: water.

им необходим жидкий растворитель — вода.

And in order to grow and reproduce,

А чтобы расти и размножаться,

all life needs a source of energy.

всем формам жизни необходим источник энергии.

Life forms are divided into two camps:

Формы жизни можно разделить на два лагеря:

autotrophs, like plants, that generate their own energy,

автотрофы, например растения, которые вырабатывают собственную энергию,

and heterotrophs, like animals, that consume other organisms for energy.

и гетеротрофы, например животные, которые ради энергии поглощают другие организмы.

The first life form wouldn’t have had other organisms to consume, of course,

При появлении первой формы жизни, разумеется, не существовало гетеротрофов,

so it must have been an autotroph,

поэтому, скорее всего, она была автотрофной

generating energy either from the sun or from chemical gradients.

и вырабатывала энергию за счёт солнца или химических градиентов.

So what locations meet these criteria?

Какие же места на планете отвечают этим критериям?

Places on land or close to the surface of the ocean

Преимущество участков на суше или вблизи океана

have the advantage of access to sunlight.

в том, что они имеют доступ к солнечному свету.

But at the time when life began, the UV radiation on Earth’s surface

Но в момент зарождения жизни

ультрафиолетовое излучение у поверхности Земли

was likely too harsh for life to survive there.

было, скорее всего, слишком высоким, и живые существа не выжили бы.

One setting offers protection from this radiation

Лишь в одном месте существуют одновременно и защита от излучения,

and an alternative energy source:

и альтернативный источник энергии —

the hydrothermal vents that wind across the ocean floor,

гидротермальные источники, выбрасывающие воду со дна мирового океана,

covered by kilometers of seawater and bathed in complete darkness.

которые скрыты в полной темноте на глубине нескольких километров.

A hydrothermal vent is a fissure in the Earth’s crust

Гидротермальный источник представляет собой разлом земной коры,

where seawater seeps into magma chambers

в котором вода океанов проникает в магматические камеры

and is ejected back out at high temperatures,

и затем, достигая критических температур, извергается обратно в океан

along with a rich slurry of minerals and simple chemical compounds.

одновременно с богатой смесью элементов и простых химических соединений.

Energy is particularly concentrated

В условиях резких перепадов химических градиентов гидротермальных источников

at the steep chemical gradients of hydrothermal vents.

сосредоточена огромная энергия.

There’s another line of evidence that points to hydrothermal vents:

Существует ещё один аргумент, указывающий на гидротермальные источники —

the Last Universal Common Ancestor of life, or LUCA for short.

последний универсальный общий предок, или сокращённо по-английски LUCA.

LUCA wasn’t the first life form, but it’s as far back as we can trace.

LUCA не были самыми первыми живыми организмами,

но это самый древний из реконструированных живых предков.

Even so, we don’t actually know what LUCA looked like—

Несмотря на это, мы даже не знаем, как выглядели LUCA:

there’s no LUCA fossil, no modern-day LUCA still around—

не сохранилось ископаемых останков и ныне живущих LUCA,

instead, scientists identified genes that are commonly found in species

однако учёные выявили гены, которые в настоящее время существуют у видов,

across all three domains of life that exist today.

входящих во все три современных царства живых существ.

Since these genes are shared across species and domains,

Поскольку эти гены существуют как у видов, так и доменов,

they must have been inherited from a common ancestor.

весьма вероятно, что они были унаследованы от общего предка.

These shared genes tell us that LUCA lived in a hot, oxygen-free place

Общие гены указывают на то, что LUCA жили в горячих, лишённых кислорода местах

и извлекали энергию из химического градиента,

and harvested energy from a chemical gradient—

like the ones at hydrothermal vents.

похожего на существующие в гидротермальных источниках.

There are two kinds of hydrothermal vent:

Существуют два вида гидротермальных источников:

black smokers and white smokers.

чёрные курильщики и белые курильщики.

Black smokers release acidic, carbon-dioxide-rich water,

Чёрные курильщики выделяют богатую кислотами и углекислотой воду,

heated to hundreds of degrees Celsius and packed with sulphur, iron, copper,

нагретую до сотен градусов Цельсия и содержащую серу, железо, медь

and other metals essential to life.

и другие необходимые для жизни металлы.

But scientists now believe that black smokers were too hot for LUCA—

Cейчас учёные считают, что чёрные курильщики были слишком горячими для LUCA,

so now the top candidates for the cradle of life are white smokers.

поэтому основные претенденты на звание колыбели жизни — белые курильщики.

Among the white smokers,

Среди белых курильщиков выделяется район гидротермальных источников

a field of hydrothermal vents on the Mid-Atlantic Ridge called Lost City

Срединно-Атлантического хребта, прозванный «Затерянный город»

has become the most favored candidate for the cradle of life.

и являющийся наиболее предпочтительным кандидатом на звание колыбели жизни.

The seawater expelled here is highly alkaline and lacks carbon dioxide,

Океаническая вода здесь очень богата щелочью и не содержит углекислоты,

but is rich in methane and offers more hospitable temperatures.

в ней много метана и у неё благоприятная температура.

Adjacent black smokers may have contributed the carbon dioxide necessary

Необходимую для развития углекислоту первые формы жизни в Затерянном городе,

for life to evolve at Lost City,

скорее всего, получали от близлежащих чёрных курильщиков,

giving it all the components to support the first organisms

снабжающих также другими необходимыми компонентами первых живых существ,

that radiated into the incredible diversity of life on Earth today.

от которых впоследствии произошло всё немыслимое многообразие жизни на Земле.