Насколько можно судить на основании современных данных, все эти три условия выполнялись на молодой Земле и выполняются на многих других планетах.
Планеты находятся в потоке энергии, рассеиваемой центральным светилом. Если планеты вращаются, это приводит к циклическим изменениям количества энергии, падающего на их участки. Если они имеют атмосферу и гидросферу, неравномерность нагрева приводит к циркуляции этих оболочек, вовлекающей в себя также поверхность литосферы.
На поверхности таких планет идут химические реакции, в том числе с различными органическими соединениями [Достаточно легко образующимися (и разрушающимися) как в условиях планет, так и в космосе]. В зависимости от циклической смены условий обратимые реакции будут переходить из одного равновесного состояния в другое и обратно. Одни и те же превращения веществ могут обеспечиваться различными конкурирующими реакциями. Среди них с точки зрения происхождения жизни особенно интересны те, для которых характерен автокатализ. В общей форме такие реакции можно представить в виде R + A > 2A, где A – автокатализатор, молекула, способствующая синтезу аналогичных ей молекул, а R – необходимый для этого ресурс (ресурсы).
Одним из самых актуальных примеров автокаталитических реакций является так называемая формозная реакция Бутлерова, которую интенсивно изучают в Институте катализа СО РАН. В ходе этой реакции формальдегид (CH2O) в водном растворе в присутствии извести олигомеризуется, образуя моносахариды: nCH2O > (CH2O)n. Это автокаталитическая реакция: наличие в среде моносахаридов существенно повышает выход конечного продукта. Разные моносахариды обладают разной автокаталитической активностью; в зависимости от условий протекания реакции меняется состав получаемых в ее ходе продуктов. Например, в присутствии апатита (фосфата кальция, распространенного минерала) в ходе формозной реакции возникает в основном рибоза – моносахарид, входящий в состав РНК, ДНК (с небольшой модификацией) и АТФ [А тут и фосфатные группы, нужные для синтеза РНК, ДНК и АТФ, оказываются рядом!].
Важнейшее следствие автокатализа – то, что он позволяет включиться естественному отбору. Самые эффективные и устойчивые из автокаталитических реакций преобразуют бо, льшую часть имеющихся ресурсов и вытеснят свои аналоги.
Итак, до того как естественный отбор запустил эволюцию жизни, он обеспечивал эволюцию «преджизни» – геохимических автокаталитических процессов. Как же могла эволюционировать эта «преджизнь»? Мы пока не знаем конкретики, но о многом уже можем догадываться. Так, вероятно, между уровнями, соответствующими синтезу рибозы и синтезу РНК, есть набор промежуточных ступенек (согласно первому из сформулированных нами условий).
