На ранньому етапі історії Землі набір дедалі складніших хімічних сполук виконав новий трюк. Вони якимось чином перетворили себе, за допомогою енергетичного імпульсу, на клітину, яка виробляє енергію і здатна до самовідтворення. Час цього критично важливого моменту в історії Землі прихований за мільярдами років.
Наука виявила докази існування життя ще 4,2 мільярда років тому — приблизно через 250 мільйонів років після формування планети. Древні скам’янілі мікробні мати ціанобактерій, відомі як строматоліти, датуються віком у 3,7 мільярда років. Древні австралійські породи мають ізотопні підписи, які свідчать про наявність життя ще 4,1 мільярда років тому. Ниткоподібні структури, знайдені в стародавніх канадських породах, можуть мати біотичне походження і датуються 4,28 мільярда років тому.
Інші вчені працюють над генетикою, щоб краще зрозуміти перше життя на Землі. Вони використовують концепцію Останнього Універсального Спільного Предка (LUCA), щоб простежити траєкторію розвитку життя.
LUCA — це гіпотетична праклітина, яка була пращуром бактерій, архей і еукаріотів. Вік LUCA становить щонайменше 3,6 мільярда років, можливо навіть 4,3 мільярда. Наукова дискусія щодо найдавніших доказів життя на Землі триває. Точний час появи життя досі обговорюється і визначається. Втім, попри запитання щодо часу, одна річ стає зрозумілішою: це сталося швидко, незабаром після формування планети.
У новій роботі американський астроном Девід Кіппінг аналізує докази швидкої абіогенезу на Землі та інших землеподібних планетах. Стаття має назву «Сильні докази того, що абіогенез — швидкий процес на аналозі Землі» і прийнята до публікації в журналі Astrobiology.
«Вперше ми маємо формально сильні докази, які підтримують гіпотезу, що життя швидко виникає в умовах, подібних до земних.» — Девід Кіппінг, Колумбійський університет
«Ранній початок життя наївно підказує, що абіогенез є швидким процесом на землеподібних планетах,» — пише Кіппінг. «Однак, якщо еволюція зазвичай займає ~4 мільярди років для появи розумних форм життя, таких як ми, то обмежений термін існування біосфери Землі (~5–6 мільярдів років) вимагає раннього (і, можливо, дуже нетипового) початку нашої появи — приклад слабкого антропного принципу.»
Слабкий антропний принцип стверджує: якби наша планета не була придатною для життя, ми б тут не існували. Астроном Брендон Картер у 1970-х роках запропонував цю ідею, зазначаючи, що немає сенсу питати, «чому ми тут».
Проте у всьому цьому є певна напруга. Є явне протиріччя між швидкою появою життя і довготривалим шляхом до виникнення розумного життя — нас. Чи не упереджено наше існування як спостерігачів те, як ми розуміємо час виникнення абіогенезу?
Також виникає практичне питання: чи діє такий самий часовий масштаб на інших землеподібних планетах, якщо вони існують? Чи з’являється життя там так само рано?
Земля не залишатиметься придатною для життя вічно. За деякими оцінками, старіння Сонця зробить планету непридатною для життя приблизно через 900 мільйонів років — яскравість зірки збільшиться на 10%. Тому життя має виникнути невдовзі після формування планети, якщо розумне життя має встигнути з’явитися до того, як планета стане непридатною.
«У такій картині життя повинно початися за (3,6±0,8) мільярда років тому — інакше нас би тут не було. Тому спостережуване значення 3,7 мільярда років не дивує,» — пише Кіппінг. 3,7 мільярда років — це вік найдавніших відомих мікрофосилій Землі.
Кіппінг використовує байєсівський аналіз для розуміння часу появи життя на Землі. У попередніх роботах він отримав співвідношення шансів 3:1 на користь швидкого абіогенезу, базуючись на даних про мікрофосилії віком 3,7 мільярда років.
Дослідження вмісту ізотопів в стародавніх породах показало співвідношення 9:1 на користь швидкого абіогенезу. Співвідношення 10:1 вважається сильним доказом. Нові результати базуються на останніх відкриттях щодо LUCA, згідно з якими він існував 4,2 мільярда років тому.
«Нові дані про LUCA віком 4,2 мільярда років вперше перевищили поріг сильної доказовості (номінально 13:1),» — пише Кіппінг.
«Вперше ми маємо формально сильні докази на користь гіпотези, що життя швидко виникає в умовах, подібних до земних (хоча самі такі умови можуть бути рідкісними).»
Кіппінг також зазначає: «Фактично, співвідношення шансів >10:1 для всіх можливих значень тривалості життя біосфери та навіть для гіпотез про стародавні цивілізації.»
Під стародавніми цивілізаціями мається на увазі «силурійська гіпотеза» — думковий експеримент про можливість існування доісторичних цивілізацій на Землі. Це дослідження також адресує питання слабкого антропного принципу: чи є поява життя на Землі справді типовою чи нетиповою подією? Байєсівський аналіз Кіппінга дає об’єктивніші підстави для підтримки ідеї швидкого абіогенезу. У своїх висновках він уточнює: аналіз стосується саме зародження життя на Землі, а не гіпотези панспермії. Він також нагадує, що дата для LUCA — це недавній результат, який ще може бути переглянутий науковою спільнотою.
Кіппінг також підкреслює, що це не означає, що життя або розумне життя є поширеним явищем. Земля є рідкісною планетою, наскільки нам відомо, і умови, подібні до земних, можуть бути дуже рідкісними у Всесвіті. Пошук відповідей на ці питання продовжується. «Наше наступне завдання — шукати і відповісти на питання: наскільки поширені умови, подібні до земних?» — підсумовує Кіппінг.
