Чтобы выяснить, как могла возникнуть жизнь на древней Земле, учёные должны понять, какие условия существовали на новорождённой планете. Была ли на ней вода? Имела ли Земля атмосферу? А как насчёт основных компонентов живых организмов — молекулярных соединений водорода, углерода, кислорода, азота, серы и фосфора? Имелись ли они на юной Земле, чтобы дать начало предшественникам живых организмов? В настоящее время сухой воздух земной атмосферы состоит из 79 процентов азота (N2), 20 процентов кислорода (02), 1 процента аргона, а также незначительного количества других элементов (помимо сухого воздуха атмосфера содержит водяной пар). Такой состав не отражает соотношения элементов во Вселенной, где основная масса приходится на водород (87 процентов) и гелий (12 процентов). Таким образом, это одна из причин полагать, что теперешняя атмосфера Земли не похожа на первоначальную. И водород, и гелий относятся к необыкновенно летучим веществам, и их незначительное присутствие в атмосфере Земли, а также небольшое количество «благородных» газов, таких как неон, аргон, криптон и ксенон (относительно их присутствия во Вселенной) даёт учёным основание предположить, что более 3,8 миллиарда лет назад Земля пережила «нагрев» — читатели уже имеют представление, что это было…
В настоящее время большинство учёных убеждены, что первоначально земная атмосфера состояла из газов, выделяемых в результате вулканических конвульсий «раненой» Земли. По мере того, как облака, выбрасываемые в процессе извержений, окутывали планету, она начала охлаждаться; водяной пар конденсировался, что вызывало проливные дожди. Окисление горных пород и минералов дало первые запасы кислорода на Земле, а растительная жизнь в конечном итоге привела к увеличению содержания как кислорода, так и двуокиси углерода (С02) в атмосфере, запустив азотный цикл (при помощи бактерий).
Примечательно, что даже в этом отношении древние тексты выдерживают придирчивый анализ современной науки. Пятая таблица «Энума элиш» — серьёзно повреждённая — описывает поток лавы как «слюну» Тиамат и ставит вулканическую деятельность раньше возникновения атмосферы, океанов и континентов. Как сказано в тексте «истеченье слюны» Тиамат «распределялось»: описывается фаза охлаждения и собирания её в «тучи» и «облака кучевые». После этого вода была собрана в океаны — в полном соответствии с тем, что изложено в Книге Бытия. И только потом на Земле появилась жизнь: зелёная растительность на континентах и «споры» в воде.
Однако живые клетки, даже самые простые, состоят из сложных молекул разнообразных органических соединений, а не просто из чистых химических элементов. Как образовались эти молекулы? Многие их этих соединений были найдены не только на Земле, но и в других частях Солнечной системы, и поэтому учёные предположили, что при достаточном количестве времени они возникают естественным путём. В 1953 году двое учёных из Чикагского университета, Гарольд Ури и Стенли Миллер, провели эксперимент, который впоследствии был назван «выдающимся». В камере давления они смешали простые органические молекулы метана, аммиака, водорода с парами воды, растворили полученную смесь в воде, чтобы смоделировать первичный водяной «бульон», а затем воздействовали на него эклектическими искрами, имитирующими вспышки древних молний. В результате эксперимента образовалось несколько аминокислот и оксикислот — строительный материал для белков, которые составляют основу живой материи. Впоследствии другие учёные подвергали подобные смеси воздействию ультрафиолета, ионизирующей радиации и тепла, чтобы сымитировать воздействие солнечных лучей и других типов излучения на древнюю атмосферу Земли и её густые воды. Результаты были такими же.
Однако одно дело показать, что при определённых условиях сама природа способна производить строительный материал для живых существ, то есть не только простейшие, но и сложные органические соединения, а совсем другое — вдохнуть жизнь в эти соединения, которые в камерах давления оставались инертными и безжизненными. «Жизнь» — это способность поглощать питательные вещества (любого рода) и воспроизводить себя, а не только существовать. Даже библейская история сотворения мира признает, что, когда самое сложное земное создание, человек, был вылеплен из «глины», потребовалось божественное вмешательство, чтобы «вдохнуть» в него жизнь. Без этого самое совершенное творение остаётся неодушевлённым, неживым.
Не отставая от астрономии 70-х и 80-х годов двадцатого века, биохимия раскрыла многие секреты земной жизни. Учёные проникли в самые глубинные структуры живых клеток, расшифровали генетический код, отвечающий за воспроизведение организма, синтезировали многие тончайшие структуры, содержащиеся как в одноклеточных организмах, так и в клетках самых сложных живых существ. Стенли Миллер, продолжавший исследования в Калифорнийском университете в Сан-Диего, отмечал, что «теперь мы научились получать органические соединения из неорганических элементов; следующий шаг — узнать, как они организуются в воспроизводящую себя клетку».
Гипотеза «первичного бульона» предполагает, что множество этих первых органических молекул, растворённых в океане, сталкивались друг с другом в результате воздействия волн, течений и изменения температуры и в конечном итоге соединялись, образуя ячеистые структуры, из которых затем образовались полимеры — длинные цепные молекулы, составляющие основу живых организмов. Но откуда у этих структур генетическая память, которая позволяет им не только объединяться, но и воспроизводить себя, а также обеспечивать рост целого организма? Необходимость генетического кода в процессе преобразования неживой органической материи в живую привела к появлению гипотезы «глины».
Первое упоминание об этой теории связывают со сделанным в апреле 1985 года заявлением учёных из исследовательского центра в Эймсе, который являлся одним из подразделений NASA в Калифорнии, однако идея о том, что глина с берегов древних морей Земли играла важную роль в происхождении жизни, впервые была озвучена в октябре 1977 года на Тихоокеанской химической конференции. Там Джеймс А. Лоулес, возглавлявший коллектив исследователей отделения NASA в Эймсе, сообщил об экспериментах, в которых простые аминокислоты (кирпичики, из которых состоит белок) и нуклеотиды (химический строительный материал для генов) — предполагалось, что они уже образовались в густом «первичном бульоне» моря — начали соединяться в цепочки, когда осаждались на глине, в состав которой входили такие металлы, как никель или цинк, а затем высыхали.
Исследователи считали важным тот факт, что присутствие никеля приводило к образованию лишь двадцати типов аминокислот, общих для всех живых организмов Земли, тогда как содержащийся в глине цинк помогает образованию цепочек нуклеотидов, в результате чего формировался аналог очень важного энзима (он называется ДНК-полимеразой), который связывает части генетического материала во всех живых клетках.
В 1985 году учёные из исследовательского центра в Эймсе сообщили о существенном прогрессе в понимании роли глины в процессах, которые привели к возникновению жизни на Земле. Как выяснилось, глина обладает двумя важными для жизни свойствами: способностью накапливать и передавать энергию. В древности среди прочих источников важную роль могла играть энергия радиоактивного распада. Используя накопленную энергию, глина могла действовать как химическая лаборатория, где неорганическое сырье превращалось в более сложные молекулы. Более того, Армии Вейсс из Мюнхенского университета сообщил об экспериментах, в которых кристаллы глины как бы «воспроизводились» из «родительского» кристалла — пример примитивной репликации. Грэм Кейрнс-Смит из Университета Глазго утверждал, что неорганические «протоорганизмы» в глине играли роль «образцов», из которых в конечном итоге развились живые организмы.
Объясняя эти удивительные свойства глины — даже обычной глины — Лелия Койн, возглавлявшая группу исследователей, утверждала, что способность глины накапливать и передавать энергию обусловлена «ошибками» в строении её кристаллов. Эти дефекты микроструктуры глины действовали как области накопления энергии, откуда затем поступали химические «указания» для формирования протоорганизмов.
«Если эта теория подтвердится, — говорилось в комментарии „The New York Times“ — то жизнь на Земле своим возникновением обязана накоплению химических ошибок». Таким образом, теория происхождения жизни из глины, несмотря на все её преимущества, точно так же, как и теория «первичного бульона», опиралась на случайности — ошибки микроструктуры в одном случае, удары молний и столкновения молекул в другом — в попытках объяснить процесс превращения химических элементов сначала в простые органические молекулы, затем в сложные органические молекулы, а в конечном итоге и живую материю.
«По всей видимости, обычная глина обладает двумя свойствами, очень важными с точки зрения
