В 1924 г. в свет вышла книга А.И. Опарина «Происхождение жизни», в которой впервые рассматривалась добиологическая эволюция вещества. Согласно этой гипотезе, образование органических молекул, необходимых для построения простейших живых организмов, началось только на земле, а сам переход от неживого к живому произошел в водах первичного океана. Но за минувшие шесть десятков лет стало известно немало фактов, не укладывающихся в первоначальную схему. В частности, эти факты свидетельствуют о том, что жизнь следует рассматривать не только как земное, но и как космическое явление. Приведенные ниже материалы  посвящены обсуждению этого вопроса.

        Нельзя сомневаться в том, что земная жизнь возникла в результате естественного перехода химической эволюции высокомолекулярных систем в эволюцию биологическую. Однако до сих пор остается нерешенным вопрос: в какой момент истории нашей планеты одна форма эволюции сменилась другой?
        Авторы большинства гипотез о происхождении жизни допускают, что на протяжении 1-2 миллиардов лет после формирования из первичного газопылевого облака Земля была совершенно безжизненной и в это время на ее поверхности, в атмосфере и в древнем океане происходил медленный, но верный процесс абиогенного синтеза и накопления органического материала, послужившего затем основой для возникновения первых комочков жизни.
        Значительно реже высказывались соображения о том, что жизнь на Земле зародилась гораздо раньше. Но эти гипотезы находят сегодня все больше и больше подтверждений, и с ними уже невозможно не считаться. Так, морфологические и геохимические следы древней жизни были обнаружены в горных породах, возраст которых достигает 3,5-3,8 миллиардов лет и даже более. В то же время, по современным оценкам, возраст Земли составляет около 4,55 миллиарда лет. Значит, уже довольно сложные автотрофные организмы типа сине-зеленых водорослей возникли на Земле всего лишь за какие-либо 500 миллионов лет после ее образования. Причем не исключено, что новые находки еще более сократят известный срок первичной эволюции вещества.
        В пределе может оказаться так, что жизнь на Земле существует столько же времени, сколько существует и вся наша планета. Видимо, прав был академик В.А. Вернадский, когда писал более 50 лет назад: «Для нашей планеты эмпирически установлено существование жизни в самых древних нам доступных отложениях, на нашей планете известных. С другой стороны, нигде не нашли мы в биосфере горных пород, которые указывали бы на их образование в течение времени в отсутствие живого вещества»... Поэтому даже если не рассматривать всерьез экстравагантные гипотезы типа гипотез о панспермии или заселении Земли разумными пришельцами, то все равно, согласно современным данным о времени возникновения древнейших организмов-прокариотов, проблема происхождения жизни становится космохимической, а не только биологической и биохимической.
        Рассмотрим несколько подробнее, какие химические процессы могли происходить на Земле в первое время после ее формирования. В 1953 году Г. Юри и С. Миллер, пропуская через смесь Н2, NНз, СН4, Н2О и СО электрические разряды, получили множество органических соединений, в том числе и аминокислоты. Подобные же результаты были вскоре получены Т.Е. Павловской и А.Г. Пасынским, облучавшими такую же газовую смесь ультрафиолетовыми лучами, а потом и другими авторами, по различному варьировавшими условия этого эксперимента, но получавшими сходные результаты. Сама же реакция образования органических азотосодержащих соединений из смеси газов под действием различных физических факторов получила название реакции Миллера – Юри.
        Это было в то время, когда еще считали, что первичная атмосфера Земли состояла преимущественно из водорода, метана и аммиака. Однако Земля, как внутренняя планета, формировалась не в тех термодинамических условиях, в каких возникли планеты-гиганты Юпитер и Сатурн, и поэтому, по современным данным, подкрепленным результатами прямых анализов атмосфер  Венеры и Марса, первичная атмосфера Земли должна была состоять преимущественно из СО2; глубинные же газы Земли, выделяющиеся из разломов, содержат (и, по-видимому, содержали в древности) тот же СО2, пары воды, азот и летучие соединения серы.
        То есть в первичной атмосфере Земли просто не было исходных веществ, необходимых для синтеза органических соединений белкового характера по реакции Миллера – Юри.
        В настоящее время получены убедительные данные о том, что абиогенный синтез первичных органических соединений, послуживших исходным материалом для биологической эволюции, мог происходить (и происходил) в условиях открытого космоса.
        Например, недавно было показано, что реакции типа полимеризации способны протекать с заметными скоростями при температурах, близких к абсолютному нулю. Спектроскопическими методами в космическом пространстве уже обнаружено более полусотни органических веществ. Особенно же интересные результаты дало прямое изучение органических соединений, содержащихся в метеоритах типа углистых хондритов.
        Углистые хондриты представляют собой черные или темно-серые камни, содержащие до 5 % углерода, входящего в состав довольно сложных углеводородов, карбоновых кислот и различных азотистых соединений – в том числе аминокислот, полипептидов, порфиринов и других молекул, подобных молекулам биологического происхождения; неорганические компоненты хондритов представлены минералами – главным образом гидратированными силикатами.
        Близость органических веществ углистых хондритов веществам биологического происхождения оказалась настолько большой, что четверть века назад всерьез обсуждался вопрос о том, что эти метеориты могут считаться вестниками жизни, возникшей на каких-то других планетах или, быть может, даже в открытом космосе. Однако многочисленные исследования показали, что органические вещества углистых хондритов имеют абиогенное происхождение.
        Казалось, что этот вывод успешно закрывает дискуссию. В действительности же одна проблема сменилась другой. Вопрос теперь ставится так: случайно ли, что в условиях абиогенного синтеза образуются вещества, родственные соединениям биологического происхождения? Ведь метеориты представляют собой осколки астероидов, и поэтому астероиды (а их состав, по-видимому, близок составу углистых хондритов) тоже должны содержать немалые количества органического материала.
        Естественно, что органическое вещество астероидов не могло образоваться в условиях реакции Миллера – Юри. Наиболее вероятно, что метеоритные органические вещества возникли в результате реакций между углеродом и водой и последующего взаимодействия образовавшихся водорода и окиси углерода по реакции Фишера – Тропша. Реакция этого типа медленно даже при благоприятных  термодинамических условиях; однако она резко ускоряется в присутствии катализаторов, которыми могут служить минералы, в частности подобные тем, которые присутствовали в первичном газопылевом облаке. Такие минеральные зерна, покрытые пленкой органического вещества, могли затем слипаться, образуя материал астероидов и углистых хондритов. Действительно, метеоритная органика имеет вид округлых частиц диаметром 1-3 микрон, в центре которых находятся ядрышки минералов.
        Модельные эксперименты показали, что при температуре 150-500 С в присутствии глинистых минералов СО, Н2 и NНз (который мог образоваться в результате взаимодействия азота и водорода) реагируют друг с другом, давая многочисленные органические соединения, в том числе и аминокислоты. Эти реакции могут ускоряться также под влиянием ионизирующего излучения – как потоков космических лучей, так и продуктов радиоактивного распада. Наблюдаемые изотопные аномалии среди элементов, содержащихся в метеоритном веществе, указывают на то, что в молодой Солнечной системе находились большие количества сильно радиоактивных изотопов с малым (по космическим  меркам) временем полураспада. Поскольку ионизирующее излучение разрушает сложные органические молекулы, можно предполагать, что первичный органический материал обладал какой-то оптимальной степенью сложности; дальнейшее усложнение органических молекул могло происходить лишь на поздней стадии эволюции вещества Солнечной системы, после окончательного формирования планет.
        Таким образом, синтез сложных органических соединений как непременных предшественников жизни был совершенно закономерным процессом, начавшимся еще задолго до образования планет. На Земле для дальнейшего усложнения органики сложились благоприятные условия; в метеоритах же и на малых небесных телах химическая эволюция оказалась как бы замороженной.
        То есть мы еще не можем дать точный ответ на вопрос – когда и где зародилась жизнь, но нет сомнений в том, что химическая подготовка к ее зарождению началась задолго до образования нашей планеты.

Справка:

Войткевич Георгий Витольдович (1920-1997), доктор геолого-минералогических наук. Окончил Киевский университет (1945) и поступил в аспирантуру Института геологических наук АН СССР. В 1948 г. защитил кандидатскую диссертацию "Соотношение радиоэлементов в породах Украинского кристаллического массива", а в 1962 г. - докторскую диссертацию, посвященную проблемам радиогеологии. Ученое звание профессора присвоено в 1966 г. В течение многих лет проводил геологические исследования на Украине, Красноярском крае и на Северном Кавказе. Заведующий кафедрой геохимии и геофизики РГУ (1965-1996). Под его руководством была создана школа геохимиков, а затем и геоэкологов, подготовлено большое число кандидатов и докторов наук. Основные направления научной работы: геохимия, радиология, космохимия, геология. Основатель новой науч ной дисциплины - радиогеологии. Лауреат премии им. А.П. Карпинского (1967), заслуженный деятель науки и техники РСФСР (1979), заслуженный Соросовский профессор (1994). Решением Международного астрономического общества его именем названа малая планета + 4475, открытая в 1982 г.
Войткевич Г.В., «Возникновение и развитие жизни на Земле», М., Наука, 1988. 144 с.

Юри (Urey) Гарольд Клейтон (1893-1981), американский химик, член Национальной АН. Окончил Монтанский университет, где изучал зоологию. Преподавал там же (1919-21), затем работал у Г.Н. Льюиса в Калифорнийском университете (1921-24) и у Н. Бора в Копенгагене. Открыл дейтерий (совместно с американскими химиками Ф.Г. Брикведде и Г.М. Мёрфи; опубликовано в 1932). Руководил работами по разделению изотопов урана и производству тяжёлой воды (с 1940). С 1945 занимался вопросами геохимии и космохимии, в частности установил факт образования аминокислот при прохождении электрического разряда через смесь NH3, CH4, H2O, H2, который указывает на возможность их синтеза в атмосфере. Нобелевская премия (1934).

Миллер (Miller Stanley) Стенли, в 1953 году аспирант-астрофизик из Чикагского университета (США). Ныне профессор биохимии Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Пасынский Анатолий Германович, профессор Высшего Химического Колледжа Российской Академии Наук.