Синтетические виды, созданные без биохимии, действуют в соответствии с эволюционными принципами
Представьте себе возможность существования на других планетах форм жизни, не похожих на земные. Хуан Перес-Меркадер говорит, что это возможно. Эти формы жизни могли развиться из другого типа химии.
Более 10 лет старший научный сотрудник Департамента наук о Земле и планетах и инициативы «Происхождение жизни» в Гарварде изучал, как создавать синтетические живые системы, не полагаясь на биохимию или химию, которая сделала возможной жизнь на Земле.
«Мы пытались создать небиохимическую систему, которая без посторонней помощи способна реализовывать основные свойства, общие для всех естественных живых систем», — пояснил Перес-Меркадер.
Последнее исследование лаборатории Переса-Меркадера, опубликованное в прошлом месяце в журнале Cell Reports Physical Science, показывает, что такая система вовлечена в то, что Чарльз Дарвин назвал «борьбой за жизнь». В статье Перес-Меркадер и его соавторы описывают две созданные ими синтетические модели, которые конкурируют друг с другом.
Задолго до этого исследования лаборатория выяснила, как создавать не биохимические, а основанные на углеродной химии системы, называемые протоклетками. Они состоят из самособирающихся полимерных пузырьков, которые образуются из однородной смеси более мелких синтетических химических веществ, не имеющих никакого отношения к живым организмам. «Эти системы действуют подобно биохимическим клеткам», — отметил Перес-Меркадер. — «Они рождаются, усваивают то, что им нужно, растут, двигаются, размножаются и, возможно, даже эволюционируют».
Теперь исследователи изучают, будут ли эти системы работать в соответствии с эволюционным принципом конкурентного исключения. Перес-Меркадер и его команда создали два новых вида протоклеток для этого конкретного исследования — один с преимуществом светочувствительности, другой без. Когда исследователи наблюдали за тем, как эти системы вели себя, разделяя пищу в освещенной среде, они увидели, что светочувствительные «виды» выживали, в то время как другие — нет.
«Это борьба за существование, когда наиболее подходящая структура выживает в своей среде», — сказал Перес-Меркадер.
Он предполагает, что биохимические вещества не являются необходимыми для борьбы за жизнь. «Это показывает, что нехимическая углеродная химия может привести к вымиранию менее «приспособленных» видов протоклеток», — сказал он.
Выводы его команды вызывают вопрос: могут ли существовать химические вещества за пределами Земли, способные реализовать фундаментальные свойства жизни?
«Возможно, существуют материалы, которые, оказавшись где-то на поверхности планеты при соответствующих условиях, могли бы вступать в химическую реакцию, самоорганизоваться и, возможно, делать то, что показывает этот эксперимент», — сказал Перес-Меркадер.
По его словам, при определенных обстоятельствах эти материалы могут эволюционировать от очень простой химии к более сложным структурам. «Я считаю, что мы должны быть очень открыты в отношении других форм жизни в других частях Вселенной, и что они могут не походить на жизнь в том виде, в каком мы ее знаем сейчас».