Одиноки ли мы во Вселенной? Ведущие учёные мира о поисках инопланетной жизни

Так устроено клеточное дыхание. Через мембраны активно прокачиваются протоны. Как вы, наверное, помните, протоны — положительно заряженные ядра атомов водорода, обозначаемые символом Н+. Когда они выводятся из клетки, то внутри и вне ее возникает не только разная концентрация протонов, но и разница электрических потенциалов, поскольку протоны выносят наружу положительный заряд. Этим и обеспечивается устойчивый электрический заряд наших мембран. Вынужденные переместиться наружу, протоны стремятся вернуться обратно в клетку и нейтрализовать разницу в заряде и концентрации. Митчелл назвал действующую при этом силу протонодвижущей. Это самая важная сила для живой материи. Через мембраны митохондрий, встроенных электростанций наших клеток, ежесекундно перекачивается невообразимое количество протонов — 10 млрд трлн — почти столько же, сколько звезд в видимой Вселенной. Крошечные бактерии совокупными усилиями перекачивают еще больше.

Каждое живое существо на нашей планете получает энергию из источника, приводимого в движение протонодвижущей силой. Этот механизм действует непрерывно, каждую секунду существования, передавая искру жизни от одного поколения к другому. С самым первым движением жизни на Земле около 4 млрд лет назад всех нас связывает ни на мгновение не прерывающийся поток протонов.

Откуда же берется энергия на перекачку всех этих протонов и поддержание всех этих жизней? В нашем случае — от сжигания пищи кислородом благодаря дыханию. Мы извлекаем электроны из пищи, и они передаются по цепи переносчиков внутри той самой мембраны митохондрий, пока не встретятся с кислородом, который доставляется в каждую нашу клетку исключительно ради этого. Поток электронов к месту встречи с кислородом — еще один электрический ток — как раз и питает транспортировку протонов через мембрану. С прекращением дыхания прерывается поток электронов, и ничто больше не перекачивает протоны. Источник жизненной силы иссякает, и наступает конец. Исчезновение протонодвижущей силы — лучшее определение смерти. Непрерывный поток электронов и протонов, связывающий нас с источником всего живого на Земле, прекращается с нашей кончиной.

Большинству бактерий не требуется ни кислорода, ни пищи, чтобы создавать протонодвижущую силу. Они умеют использовать в этих целях другие газы и даже минералы. По генам можно проследить источники силового поля в живых клетках вплоть до последнего универсального общего предка всех живых видов. Зовут этого предка «Последний универсальный общий предок» — LUCA (Last Universal Common Ancestor). LUCA не являлся самым первым существовавшим на Земле организмом, поскольку уже представлял собой клетку с генами и белками, т.е. был весьма сложным — и, безусловно, живым. Тем не менее это очень ранняя страница в истории жизни, и если источником энергии для него служила протонодвижущая сила, то ее механизм должен был сформироваться еще раньше — где-то в сумеречной зоне между живой и неживой материей. Невероятная сложность современного дыхания противоречит этой идее, вследствие чего она до сих пор не получила должного внимания. Но чем больше мы узнаем об удивительном строении LUCA, тем больше оно свидетельствует о существовании первичной электрической силы — причем не только на Земле, но и повсюду во Вселенной.

Где ты, LUCA?

Возможно, вам знакома классификация всего живого по трем доменам: эукариоты (все организмы с большими сложными клетками, в том числе растения, животные и грибы), бактерии и археи, внешне напоминающие бактерии, но резко отличающиеся генетикой и биохимией. Сегодня мы знаем, что эукариоты — обладатели клеток того же типа, что и у нас, фактически сшиты на живую нитку из бактерий и архей, т.е. являются результатом причудливого взаимодействия клеток двух других типов. Это захватывающая тема, но не имеющая касательства к предмету нашего разговора, поскольку эукариоты возникли на 2 млрд лет позже и никак не помогут нам раскрыть тайну зарождения жизни. В последние годы становится все более очевидно, что первичными доменами являются только два — бактерии и археи. Каждая из этих генетически разных групп включает крохотные одноклеточные организмы с невероятной биохимической изобретательностью, но морфологически простых.