На чем концентрируются современные исследования развития жизни на Земле

Михаил Крицкий рассказал, что сейчас вызывает наибольшее внимание ученых, изучающих происхождение жизни

Михаил Крицкий – ученый с особым взглядом на жизнь. Он ищет свой ответ на вопрос о происхождении высшей формы материи, при этом не считает таким уж важным, где все началось, – в межзвездном пространстве, на комете, на Земле в океане или в горячих источниках. В интервью STRF.ru он рассказал, что сейчас вызывает наибольшее внимание ученых, изучающих происхождение жизни, а также какие альтернативы современному фотосинтезу могли существовать на заре эволюции.

Крицкий Михаил Сергеевич, профессор, доктор биологических наук; заведующий лабораторией эволюционной биохимии Института биохимии им. А.Н. Баха РАН. 

Михаил Сергеевич, существует несколько альтернативных теорий, объясняющих происхождение жизни. Какие из них сами ученые сегодня считают наиболее авторитетными?

– То, что обычно журналисты называют теориями о происхождении жизни, в строгом смысле слова теориями назвать нельзя. Как правило, группа исследователей акцентирует какую-либо деталь в известном представлении о начале жизни, и об этом сразу же объявляют как о новой теории.

Все они базируются на одной и той же теории абиотического происхождения жизни, которую еще в середине 20-х годов прошлого столетия безупречно сформулировал советский ученый Александр Опарин.

На самом деле важно то, что происходило накопление органики, и это сейчас экспериментально доказано разными способами, а где это происходило – в глубоких или неглубоких водоемах, в геотермальных источниках, что очень вероятно, или в метеоритах, кометах, и какие химические механизмы были задействованы при этом, – это уже детали.

И все же вокруг каких тем сегодня концентрируются ведущие мировые школы, развивая представления о начале жизни?

– В первую очередь вокруг происхождения генетического аппарата, механизмов биосинтеза белка. Во-вторых, ведется поиск ответа на вопрос: как могла быть сведена воедино вся эта система разнообразных макромолекулярных механизмов, которые формируют и существующую клетку, и ее генетический аппарат, и аппарат, который обслуживает клетку энергетикой.

Над этими темами работает много научных групп по всему миру. Хотя не обязательно все они нацелены именно на поиск механизмов происхождения жизни. Наша лаборатория, например, занимается многими смежными вещами, – фотохимией разных соединений, наносистемами. Здесь как раз важно, чтобы исследования вели не просто энтузиасты с горящими глазами, а хорошо сведущие профессиональные люди, специалисты в своих областях знаний.

У вас есть свой научный ответ на один из фундаментальных вопросов биологии – о том, какие еще, помимо фотосинтеза, существуют пути усвоения солнечной энергии. Расскажите, пожалуйста, об этом.

– Реально известны два пути. Фотосинтез, посредством которого в основном перерабатывается солнечная энергия, и за счет этой переработки у нас вообще все живет и крутится. И бактериородопсиновый механизм, который тоже перерабатывает энергию солнца в химическую, но при этом использует совершенно другой пигмент, похожий на тот, что в нашей зрительной системе перерабатывает кванты света в информационные сигналы. Но такой механизм имеет очень мало организмов – например, некоторые виды архей.

Можно выдвигать и другие гипотезы по поводу существования еще каких-то механизмов, что я и делаю.

Мои рассуждения строятся вокруг фоторецепторов, то есть белков, к которым присоединены хромофоры, улавливающие световые кванты.

По типу этих фоторецепторов в эволюции могли сформироваться белки, которые преобразовывали энергию солнечного света в энергию химических соединений и обслуживали энергетические потребности клеток. Но по ряду причин эти механизмы были оттеснены в ходе эволюции от выполнения этой задачи и остались только в качестве рецепторов, которые обслуживают регуляцию различных физиологических процессов. Мы занимаемся тем, что пытаемся их отыскать.

Можно ли сегодня смоделировать один из вариантов зарождения жизни?

– Конечно, к настоящему времени кое-что уже собрано по кусочкам, но, во-первых, еще не все, а, во-вторых, это пока не связано воедино в систему. Считаю, что сейчас главная задача для ученых состоит не в поиске условий, при которых могут образовываться те или иные соединения, а в поиске ответа на вопрос: как формировались мультимолекулярные комплексы, которые могли нести определенную функциональную нагрузку, как появились некие прототипы генетического аппарата или прототипы энергообразующих систем клетки. Искать нужно во всех первых примитивных организмах, которые, если откинуть детали, устроены по тому же принципу, что и клетка человеческого организма.

Вы сами верите в то, что когда-нибудь учёные восстановят всю цепочку процесса происхождения жизни, и эта тема по большому счету будет закрыта в науке?

– Я сторонник того, что в науке не может быть единого мнения практически ни по одному вопросу. Разве что «дважды два – четыре» не вызывает сомнения.

Что же касается рождения и развития Вселенной, то единственное исчерпывающее объяснение мы вряд ли когда-нибудь получим. Вот, казалось бы, несколько лет назад все физики соглашались с тем, что был Большой взрыв, а сегодня это уже оспаривается. То же самое с происхождением Луны, формированием Земли. Я убежден, что этот поиск будет вечным, как сама наука.

Работы М. Крицкого по теме альтернативного хлорофилльному способа усвоения солнечной энергии были опубликованы в международных научных журналах:

T.A. Telegina, M.P. Kolesnikov, Y.L. Vechtomova, A.A. Buglak, M.S.Kritsky 2013 J. Mol. Evol. 76, 3.

M.S. Kritsky, T.A. Telegina, Y.L. Vechtomova, A.A. Buglak Int. J. Mol. Sci. 2013, 14, 575. 

Источник: «Наука и технологии России»