Небывалая жизнь в колбе намекает на инопланетян
Неестественный генетический код, созданный и испытанный в лаборатории, говорит о том, что жизнь может иметь куда большее число форм, чем мы имели возможность бы предположить. ДНК, ни при каких обстоятельствах не существовавшие в природе, оказывают помощь исследователям осознать неспециализированные правила живого. Тем самым приближается момент, в то время, когда будет светло — что мы должны предпринять, дабы выявить жизнь в других звёздных совокупностях.
Само определение судьбы имеет варианты и не имеет однозначного толкования, с которым дали согласие бы все учёные. А раз так — как мы можем отыскать живую материю на вторых планетах, в случае если в точности не знаем — что ищем? До тех пор пока получается, что мы ведём поиск самих себя.
Не буквальнолюдей, но существ (пускай всего лишь одноклеточных), чья биохимия основана на тех же правилах и тех же молекулах, каковые мы знаем.
Дабы преодолеть данный антропоцентризм, вначале прекрасно бы разобраться с самой судьбой, с её глубинными базами. И в случае если одни исследователи пробуют разобрать живое на составные части, другие идут с противоположного финиша — они пробуют из отдельных молекул составить что-то, что возможно было бы назвать живым. Таков в общем подход синтетической биологии.
Стивен Беннер (Steven A. Benner) из американского Фонда прикладной молекулярной эволюции (Foundation for Applied Molecular Evolution — FfAME) — один из пионеров данной юный науки. В начале 2009 года он выпустил книгу «Жизнь, научный метод и Вселенная» (Life, the Universe and the Scientific Method), в которой высказал собственную точку зрения на то, как современные учёные пробуют осознать происхождение судьбы и тем самым представить на что имела возможность бы быть похожа жизнь на вторых мирах. Кстати, иллюстрация под заголовком — из данной книги.
Стивен Беннер на Галапагосских островах разглядывает плавающую игуану, не видящуюся больше нигде (фото FfAME).
Если вы сходу видите перед собой шестиногих восьмиглазых летающих слонов с кожей и инфракрасным зрением, впитывающей солнечный свет, — поспешим вас разочаровать. Синтез химер, не смотря на то, что и может иметь под собой научные основания (в виде объяснения морфологии чужеземных существ действием необыкновенной среды), нисколько не приблизит нас к обнаружению таковой жизни.
Куда продуктивнее попытаться отыскать в спектрах планет органические молекулы, свидетельствующие о её существовании. Скажем, хлорофилл. Удалось же его вычислить в пепельном свете Луны.
Вот лишь никто не гарантирует, что инопланетные растения применяют именно это соединение для поимки живительного света. Потому спектральные характеристики чужих лесов смогут быть самыми причудливыми (на данный счёт кроме того имеется отдельное изучение).
Логично пойти ещё глубже и задать вопрос себя: неужто живые существа у других звёзд будут надеяться в собственной базе на те органические соединения, каковые имеется в нас самих? А что имеется база баз? Конечно же ДНК.
Может она быть какой-то второй?
Азбука главного кода судьбы (записанного в огромном полимере, которым ДНК и есть), какой мы её знаем, складывается из четырёх букв (азотистых оснований): аденина (A), гуанина (G), цитозина (C) и тимина (T). Ещё имеется, действительно, основание урацил (U), простое для РНК, но в ДНК видящееся лишь у некоторых вирусов. Ну и существуют ещё кое-какие исключения.
Но однако возможно упрощённо заявить, что всё разнообразие живого, которое мы замечаем, от бактерий до человека — это комбинации команд, образованных сочетанием всего четырёх буковок.
Осознать, как данный код трудится, возможно не только анализом существующих живых существ на уровне отдельных генов, кодонов и без того потом, но и синтезом кодов.
ДНК из неестественных компонентов учёные создают не в первый раз. Из броских достижений возможно отыскать в памяти рукотворную ДНК, содержащую 582 970 пар «стандартных» оснований, но последовательно собранную в пробирке из несложных химикалий, а ещё – немыслимую ДНК, полностью складывающуюся из неестественных нуклеотидов, хороших от тех, что применяет жизнь.
Обложка новой книги Беннера. Всего напечатано 100 экземпляров, распространение через Фонд. Как говорится, торопитесь (фото FfAME).
Действительно, в последнем опыте учёные произвели модификации всё тех же четырёх исходных букв (A, G, C, T), потому генетический код, возможно сообщить, остался тем же. Так как правила грамматики этого языка не было нужно поменять, не смотря на то, что химически азотистые основания (являющиеся частью нуклеотидов) были поменяны.
А вот Беннер отправился куда дальше. 20 лет он занимался поиском иных кирпичиков судьбы, перемещаясь из университета в университет, но не меняя заинтересованностей. И вот сейчас заявлен некоторый результат исканий: его коллеги и Стив синтезировали ещё восемь совсем иных нуклеотидов, названных Z, P, V, J, Iso-C, Iso-G, X и K. Вместе с четырьмя классическими они составили 12-буквенный алфавит, кроме этого талантливый записывать генетическую данные.
Следующим шагом стало подтверждение свойства таких «инопланетных» ДНК к репликации. Увы, пока она не идёт всецело самостоятельно: Стивен применяет полимеразную цепную реакцию (ПЦР), краткое описание которой возможно отыскать в отечественной новости.
Но уже в таком виде 12-буквенные скрижали являются прорывом. Американские эксперты утверждают – в первый раз в пробирке у них шло то, что возможно было назвать эволюцией по Дарвину на молекулярном уровне.
При копировании исходного генетического кода иногда получались неточности (вот вам и естественная изменчивость). Время от времени они приводили к появлению ДНК, каковые планировали стремительнее и легче, чем начальные. Через некое время в растворе количество этих новых кодов росло, как раз они начинали захватывать больше исходных соединений для собственного воспроизводства.
Вот и естественный отбор.
Стивен придерживается для того чтобы определения: «Жизнь — это самоподдерживающаяся химическая совокупность, способная к эволюции по Дарвину». Но наряду с этим оставляет за людьми право со временем скорректировать либо вовсе заменить эту догадку, в случае если найдётся более подходящая.
Итак, получается, что в пробирке учёного показалось что-то, предшествующее жизни, да ещё и чужой (не хватало лишь самоподдержания). Отчего бы чему-то подобному не случиться в естественных условиях, на вторых планетах, в межзвёздных тучах либо в глубине ледяных комет?
Кое-какие из неестественных 12-буквенных ДНК, синтезированных Беннером, насчитывают в длину 81 несколько оснований. Это мало, в случае если сравнивать с геномом человека (3 миллиарда пар). Так что тут вряд ли приходится сказать о возможности кодирования при помощи этих новых молекул какого-нибудь самого простенького организма.
Но Беннер уверен в том, что ещё пара лет – и его команде удастся добиться самовоспроизведения синтетических ДНК без ПЦР. «Это и будет неестественная судьба», — резюмирует учёный.
Увидим, жизнь, биохимически хорошая от известной нам. Чудище, созданное из белков, закодированных «нуклеотидами Беннера», позавтракав нами, пожалуй, мгновенно отравилось бы. И это прекрасно, во всех смыслах.
А ведь большинство экспериментаторов, не смотря на то, что и создаёт причудливые живые совокупности, отталкивается от наследственных кодов уже живущих существ, комбинируя их составные части по-новому. Тут возможно отыскать в памяти сконструированную клетку, клетки и биологические часы с запрограммированной генетической памятью. Разве так инопланетян «рассмотришь»?
Уже ясно, что жизнь может применять не только другие нуклеотиды для записи наследственных кодов, но кроме того вовсе не ДНК. К примеру, в Лос-Аламосе в далеком прошлом трудятся над созданием судьбы на базе ПНК, химически хорошей молекулы, владеющей сходными с ДНК неспециализированными особенностями, другими словами талантливой нести наследственную данные.
А сравнительно не так давно биологи по большому счету в первый раз синтезировали неестественные РНК, способные к независимой саморепликации. Это прибавило весу догадке РНК-мира, предшествовавшему нынешней совокупности, в которой главным носителем наследственной информации есть молекула ДНК.
Из этого следует перекинуть мостик в космос. Разные кирпичики судьбы находят в Галактике чуть ли не каждый год: от несложного метана до сверхсложных органических соединений (их неполный список со ссылками на отечественные новости возможно отыскать тут).
Кое-какие органические молекулы, найденные астрологами в межзвёздной среде (иллюстрация FfAME).
Вне Почвы исследователи находят не просто органику, талантливую составлять гипотетические тела внеземных существ, но кроме того молекулы, участвующие в хранении либо передаче наследственной информации. Такие соединения дают о себе знать как в звёздной дали, так и у отечественного порога — к примеру, в прошедшем сезоне в метеорите «Мёрчисон» нашли урацил и ксантин внеземного происхождения.
Беннер рассуждает, что где-нибудь на вторых планетах пребиотическая эволюция имела возможность привести к появлению живых совокупностей, значительно хороших от нас на молекулярном уровне и потому расходящихся с нами далеко не только формой тела либо числом конечностей. А, допустим, к рождению существ, приспособленных к судьбе в жидком метане (здравствуй, Титан?) либо воздухах газовых гигантов, либо весьма кислой, либо весьма щелочной среде.
Нам нужно внимательнее выбирать все вероятные варианты. Так как куда в том месте космос — мы кроме того на Земле время от времени способны пропустить что-то необыкновенное, находящееся у нас практически под носом. Вот пример: в очевидном черве-нематоде несколько лет назад был открыт новый тип РНК, имеющей в собственном письме «букву», не применяемую больше нигде.
Это расширяет отечественные представления о приспосабливаемости живой материи. Но наряду с этим вне отечественного поля зрения свободно могут быть совокупности, каковые мы бы затруднились кроме того классифицировать.
Из-за чего затруднились бы? Легко то, что нам думается очевидным и единственно верным, обычно есть только продуктом отечественного восприятия, отечественной субъективной точки зрения. В контексте биологии киты куда ближе к летучим мышам, чем к рыбам. А летучие мыши «расположены» значительно дальше от птиц, нежели от китов.
И это только вследствие того что мы вычисляем свойство «живой материи» вскармливать потомство молоком более ответственной чертой, чем умение жить в воде либо летать.
Не загоняем ли мы себя в неестественные рамки, с которыми нам позднее будет тяжелее разобраться с чем-то новым, находящимся вне Почвы? Как раз исходя из этого американский учёный предлагает добраться до самых несложных баз. До комплекса молекул, уже талантливых на дарвиновскую эволюцию.
Это и будет граница между живым и неживым. Причём граница, которую направляться нащупать в опыте.
А позже возможно спекулировать дальше, оставаясь в рамках науки, думает Стивен. Что будет, в случае если заменить углерод на кремний, а фосфор на мышьяк? А вдруг в качестве универсального растворителя будет выступать не вода, а вторая жидкость?
А вероятна ли газообразная судьба, либо жизнь в жёсткой среде? Наконец, можем ли мы обойтись вовсе без генетических совокупностей либо кроме того эволюции Дарвина?
Потому, что у нас нет под рукой настоящих внеземных форм судьбы, мы должны создать их сами. Опыт — анализ — прогноз и гипотеза — опять проверка опытом. Синтетическая биология владеет именно теми инструментами, каковые необходимы человеку, дабы научно подойти к решению проблемы о внеземной жизни.
По крайней мере, до первого прямого подтверждения её существования. В виде разумных сигналов, к примеру.
Существуют ли инопланетяне? Выпуск 381 (23.01.2018). Самые шокирующие догадки.
Темы которые будут Вам интересны:
-
Космическая эволюция жизни — падение всингулярность
