Почему нельзя экспериментально повторить появление жизни на Земле
Акцент можно сделать на том, что процесс этот был крайне длительным. Начиная с длительности предбиологической и начальных стадий биологической эволюции на Земле прошли сотни миллионов (а, возможно, и 1,5 – 2 миллиарда лет). Воспроизвести эти процессы, условно говоря, «в пробирке» невозможно. Но можно попытаться воспроизвести ход эволюции НЕ целиком, а только ее важнейшие этапы.
Нечто подобное учёные пытались осуществить в экспериментах по созданию моделей «протобионтов».
Протобионты (протоклетки) – гипотетический примитивный организм, который, согласно некоторым теориям происхождения жизни, возник бы из-за скопления органических веществ. Это примитивная форма жизни, предшественница клеток прокариот.
Протобионты проявляют некоторые свойства, связанные с жизнью: простое размножение, обмен веществ и возбудимость, а также поддержание внутренней химической среды, отличной от внешней.
Однако в отличие от полноценных клеток у протобионтов отсутствовали многие важные структуры и функции, например, ядро, сложные механизмы синтеза белка на основе ДНК/РНК, оформленные мембранные структуры.
В лабораториях США более 15 лет назад проводились опыты по созданию искусственной «протоклетки», которая была способна поглощать из окружающей среды нуклеотиды и собирать из них короткие цепи. Такая «протоклетка» не могла полностью осуществлять весь матричный синтез (репликацию) нуклеиновой кислоты (НК), но она справлялась с отдельными, важными, этапами этого процесса. При этом все реакции протекали без участия крупных органических молекул-катализаторов.
А в статье, опубликованной около 10 лет назад в Nature Communications, сообщалось о работах японских ученых по созданию синтетической протоклетки из ДНК и белков, упакованных в сферу из липидов, имитирующую клеточную оболочку на ранней стадии её развития. ДНК внутри сферы оказалась способной к репликации при определённых условиях. При изменении рН среды протоклетка начинала делиться.
Практически весь кислород нашей атмосферы представляет собой побочный продукт фотосинтеза. До появления примерно 3–3,4 млрд. лет назад первых организмов, способных осуществлять т.н. оксигенный (кислородный) тип фотосинтеза цианобактерий (сине-зеленых «водорослей» по-старому), атмосфера нашей планеты, как полагают ученые, носила восстановительный характер. Кислород в атмосфере и первичном океане Земли накапливался очень медленно: на первых порах (а это многие миллионы и миллионы лет; чаще всего называют цифру в 300 млн. лет) он практически сразу расходовался в окислительных процессах, протекавших в поверхностных горных породах, океанических водах и атмосфере.
И лишь после того, как поверхностные породы и газы атмосферы оказались в значительной мере окисленными, кислород начал накапливаться в атмосфере и океане в свободном виде. Свою роль в деле повышения уровня кислорода сыграли также изменения характера земного вулканизма и постепенное охлаждение поверхности планеты, замедление скорости вращения Земли и увеличение продолжительности светового дня.
В результате деятельности цианобактерий (и описанных выше событий) около 2,3–2,45 млрд. лет назад началась т.н. кислородная революция. Концентрация кислорода в атмосфере к этому времени выросла примерно в тысячу раз; до прежних ничтожных величин (0,0001%) она не опускалась больше никогда. Стоит добавить, что изменения концентрации кислорода на планете на протяжении всей истории носили не плавный характер, а ступенчато-неровный.

