Все живые клетки получают энергию, перебрасывая энергичные электроны с одной стороны мембраны на другую. Мембранные механизмы для достижения этой цели являются в некотором смысле такой же универсальной чертой жизни, как и генетический код. Но в отличие от генетического кода, эти механизмы не везде одинаковы: Две простейшие категории клеток, бактерии и археи, имеют мембраны и белковые комплексы для производства энергии, которые химически и структурно несхожи. Из-за этих различий трудно предположить, как самые первые клетки удовлетворяли свои энергетические потребности.
Эта загадка привела Ника Лейна, профессора эволюционной биохимии в Университетском колледже Лондона, к нестандартной гипотезе о происхождении жизни. Что если жизнь возникла в геологической среде, где электрохимические градиенты через крошечные барьеры возникали естественным образом, поддерживая примитивную форму метаболизма, пока клетки, какими мы их знаем, развивались? Тем более само собой напрашивается место, где это возможно на нашей планете: щелочные гидротермальные источники на глубоководном морском дне, внутри высокопористых скальных образований, которые почти как минерализованные губки.
Лейн исследовал эту провокационную идею в различных журнальных статьях, а также затронул ее в некоторых своих книгах, таких как “Жизненно важный вопрос”, где он написал: “Углеродный и энергетический метаболизм движут градиенты протонов, а это то, что гидротермальные источники предоставляют бесплатно и в большом количестве”. Более подробно он описывает эту идею для широкой публики в своей последней книге “Трансформатор: Глубокая химия жизни и смерти”. По его мнению, именно метаболизм занимает центральное место в жизни, и генетическая информация возникает естественным образом из него. А не наоборот, как принято считать. Лейн уверен, что последствия этого пересмотра фундаментальных основ, затронут почти все большие загадки биологии, включая природу рака и старения.
Теория Лейна все еще остается лишь одной из многих на скудном поле исследований происхождения жизни. Многие, если не большинство ученых, придерживаются теории, что жизнь началась с самовоспроизводящихся смесей РНК и других молекул, и что она возникла на поверхности Земли или вблизи нее, подпитываемая солнечным светом. Исследования гидротермальных источников как тиглей для жизни начали бурно развиваться в последние десятилетия, но некоторые из них отдают предпочтение вулканическим источникам в пресной воде, а не глубоким источникам на морском дне. Тем не менее, хотя объяснение Лейна не отвечает на все вопросы о том, как зародилась жизнь, оно решает сложные вопросы о том, как мог происходить энергоемкий синтез белков и других необходимых биомолекул.
Читайте также: Жизнь Исаака Ньютона была одним долгим поиском Бога