Академик Юрий Наточин: жизнь появилась не в морях, а в калиевых озерах

НаукаНаука

Академик Юрий Наточин: главная забота почки — чтобы каждая клетка организма могла жить своей жизнью

Не море, а озеро послужило колыбелью жизни на земле, уверен академик РАН, советник РАН, профессор Санкт-Петербургского государственного университета Юрий Наточин. И не просто озеро, а озеро с гранитным дном! А еще академик Наточин уверен, что ученые недооценивают роль почки как органа и физиологии как науки.

Беседовала Наталия Лескова

Вода и калий

— Юрий Викторович, хорошо помню картинки из школьных учебников, иллюстрирующие тот факт, что жизнь вышла из океанической соленой воды. Вы же считаете, что все было иначе. Как?

— Представьте — клетка, в центре ядро. Внутри жидкости клетки, как известно, высокая концентрация калия, а в растворе снаружи преобладают ионы натрия. Морская вода богата натрием. Но внутри клетки — калий, значит, в мембране у этих клеток должен быть белковый насос, который брал бы калий из внешней среды и загонял вовнутрь клетки.

Может ли возникнуть первая калиевая клетка в натриевой среде? Я понял, что это невозможно, потому что нет этого насоса, нет белка, выполняющего эту роль. Значит, еще в те времена, когда могла появиться первая клетка, то есть примерно 4 млрд лет назад, нужно было придумать систему, которая бы этот процесс осуществляла, позволяя клетке жить.

И мне пришло в голову, что, скорее всего, озера, в которых могли появиться первые клетки, были на гранитных породах. Эти озера должны были быть по составу такими же, как содержимое клетки, то есть богатые калием, что необходимо для жизни. Не должно быть отличий ионного состава внутри и вне клетки. А внутри клетки — калий, значит, должны были появиться озера, богатые калием.

— Как они появились?

— Это осуществить было не так уж сложно: в каких‑то породах есть соли калия, они переходят в воду, а вода появилась, когда пошли первые дожди. Видимо, те ионы, которые сейчас внутри клетки, нужны были для того, чтобы обеспечить жизнь клетки. Эти компоненты дали возможность клетке жить и размножаться.

— Что это за компоненты?

— Для этого нужны аминокислоты, без них не построить белок. Так как на поверхности Земли гремели грозы, образовывались электрические разряды, то в этих условиях появились первые аминокислоты, которые обеспечивали образование первых цепочек полипептидов, а потом и первых белков. Вот такая идея мне пришла в голову. Но надо было экспериментально обосновать, возможны ли в принципе калиевые озера. Если невозможны, все рухнет.

— Возможны?

— В совместной работе с академиком Эриком Михайловичем Галимовым мы эту идею проверяли. Я к нему пришел, рассказал, ему понравилось, и он стал с геологами, с геохимиками искать подходящие модели. Первая моя работа, где я предложил эту гипотезу, была напечатана в 2005 году. А несколько лет спустя в журнале «Геохимия» появилась наша работа, где были обоснованы данные о возможности калиевых озер, существовавших 4 млрд лет назад, и, соответственно, появлении первой клетки. Именно тогда родилась первая клетка, в которой был возможен синтез белка.

Первая клетка

— Из чего же появилась первая клетка?

— Из тех аминокислот, которые плавали вокруг. Они проникали через эту оболочку, но сначала нужно было ее сделать.

— Получается, если мы возьмем аминокислоты, создадим подходящую калиевую среду, то можем получить живую клетку?

— Для того чтобы ответить на этот вопрос, я хотел получить прямое доказательство такой возможности. Я изложил эту идею Михаилу Владимировичу Дубине, в тот момент он работал в академическом университете. Мы с ними обсуждали эту идею и опыты для ее проверки и решили: а что, если взять разные аминокислоты, калиевую среду и натриевую и посмотреть, что будет?

— В одной пробирке — калиевую, в другой — натриевую?

— Да. Температуру менять, какие-то еще параметры… Будут ли аминокислоты соединяться в полипептиды? (А из полипептидов строятся белки.) И получилось, что в калиевой среде получаются более длинные цепочки полипептидов, чем в натриевой. Потом мы эту работу довели до ума и статью о происхождении жизни отправили в журнал Origin of Life, где ее моментально напечатали. Эту статью часто цитируют.

— Юрий Викторович, сейчас ваша гипотеза считается доказанным фактом? Вы сами уверены в этом?

— Я абсолютно уверен. Хотя, может, были еще варианты?

Другая кровь

— А есть ли животные, у которых не натриевая кровь, как у нас с вами, а калиевая?

— Это интересный вопрос. Да, такие организмы есть — например, некоторые насекомые. Но у них все равно калия в клетках больше, чем в гемолимфе.

— Как дальше развивались эти калиевые клетки?

— Они были «умные» и решили пойти туда, где больше еды. А больше еды не в калиевых озерах, а в прибрежных солоноватых водах. Как туда уйти? Вот тут и нужен натриевый насос, чтобы калий остался в клетке, а натрий — в среде. Я думаю, именно так произошла эта миграция клеток, отсюда появились первые солоноватоводные животные. А потом уже появились организмы, которые живут на суше. Такова была вероятная последовательность событий. Но мне было интересно: а у всех так? Ведь как написано в книжках? Жили в море, вышли на сушу, и все. Но возникает вопрос: как быть, когда меняется соленость?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Боевые измерения Боевые измерения

Строится орбитальная инфракрасная сеть для обнаружения гиперзвуковых целей

Наука
Вечный капитал на добрые дела: как его создать и зачем это нужно Вечный капитал на добрые дела: как его создать и зачем это нужно

Как обеспечить выбранную организацию или проект поддержкой на долгие годы?

Inc.
Грибы-скороспелки Грибы-скороспелки

Среди грибов встречаются виды, которые быстро растут и так же быстро исчезают

Наука и жизнь
Детский мозг лучше приспособлен для восприятия целого мира, чем отдельных деталей Детский мозг лучше приспособлен для восприятия целого мира, чем отдельных деталей

Дети лучше взрослых схватывают целую картину мира

ТехИнсайдер
Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы Датский кинорежиссер Мартин Сковбьерг: Если мы не переосмыслим суть привилегированности, то чувства многих останутся проигнорированы

Режиссер Мартин Сковбьерг — о губительных социальных нормах и Копенгагене

СНОБ
8 полезных свойств чабреца 8 полезных свойств чабреца

Чем полезен чабрец? Он высоко ценится и в кулинарии, и в медицине

РБК
Человек со свойствами и средствами Человек со свойствами и средствами

«Счастливчик Хэнк»: симпатичная кампусная драма

Weekend
Бактерии-металлурги: предотвратят ли биотехнологии войны за редкоземельные металлы Бактерии-металлурги: предотвратят ли биотехнологии войны за редкоземельные металлы

Бурный рост производства электроники обостряет конкуренцию за редкоземы

Forbes
Как превратить дело жизни в успешный бизнес: интервью с владельцем отеля «Гельвеция» Юнисом Теймурханлы Как превратить дело жизни в успешный бизнес: интервью с владельцем отеля «Гельвеция» Юнисом Теймурханлы

Юнис Теймурханлы — как за годы изменился Санкт-Петербург и отель “Гельвеция”

Правила жизни
Кофе можно не только пить: 8 удивительных применений молотого кофе в быту Кофе можно не только пить: 8 удивительных применений молотого кофе в быту

8 потрясающих лайфхаков с кофе, которые непременно вам понравятся!

ТехИнсайдер
Влияют на гормоны и красоту: почему опасно носить солнцезащитные очки слишком долго Влияют на гормоны и красоту: почему опасно носить солнцезащитные очки слишком долго

Оказывается, солнцезащитные очки опасно носить подолгу

VOICE
Первая карта метагенома почв Первая карта метагенома почв

Почвы представляют собой одно из крупнейших хранилищ мирового биоразнообразия

Наука и жизнь
Домогательства возле общежития МГУ: истории студенток и комментарий психолога Домогательства возле общежития МГУ: истории студенток и комментарий психолога

Анастасия Гурнева: «Уязвимых членов общества должно поддерживать само общество»

Psychologies
Кератин для волос: 4 причины сделать процедуру или отказаться от нее Кератин для волос: 4 причины сделать процедуру или отказаться от нее

Разбираемся с экспертами в плюсах и минусах кератинового выпрямления

РБК
Солнечному миру, ядерному взрыву Солнечному миру, ядерному взрыву

Как поп-культура 1980-х справлялась со страхом ядерной войны

Weekend
Маркетплейс для разработчиков: как развивать российский GitHub Маркетплейс для разработчиков: как развивать российский GitHub

Какие существуют способы развития сообщества open source в России

Forbes
Ледниковые прерии Ледниковые прерии

Что погубило тундростепь и мамонтовую фауну?

Вокруг света
Этому древнему хищнику оторвали голову одним мощным укусом: кто мог это сделать? Этому древнему хищнику оторвали голову одним мощным укусом: кто мог это сделать?

В среднем триасе даже охотник мог стать жертвой

ТехИнсайдер
К рекордам готовы К рекордам готовы

5 шагов не позволить себе отступить от похудения

Лиза
Презрение: что скрывается за высокомерным отношением — научные факты Презрение: что скрывается за высокомерным отношением — научные факты

Как формируется и проявляется высокомерное отношение людей друг к другу?

Psychologies
«Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную «Джеймс Уэбб» показал, как галактики меняли раннюю Вселенную

Как развивалась ранняя Вселенная?

ТехИнсайдер
Ловушки бортового питания: от какой еды и напитков стюардессы отказываются в полете Ловушки бортового питания: от какой еды и напитков стюардессы отказываются в полете

Некоторые закономерности и слабые места в вопросе бортового питания

VOICE
Астрономы нашли причину старого гамма-всплеска — это «крик» умирающей звезды Астрономы нашли причину старого гамма-всплеска — это «крик» умирающей звезды

Мощный гамма-всплеск в октябре 2019 года был вызван взрывом массивной сверхновой

ТехИнсайдер
4 типа сандалий, которые не стоит носить этим летом, и чем их заменить 4 типа сандалий, которые не стоит носить этим летом, и чем их заменить

Не все сандалии одинаково полезны

VOICE
«Вы либо станете миллиардером, либо вас арестуют»: пять современных сериалов о бизнесе на основе реальных историй «Вы либо станете миллиардером, либо вас арестуют»: пять современных сериалов о бизнесе на основе реальных историй

Самые актуальные и интересные сериалы о бизнесе

Inc.
Человек — швейцарский нож: как пиарщики помогают в достижении бизнес-целей Человек — швейцарский нож: как пиарщики помогают в достижении бизнес-целей

Как сделать так, чтобы о тебе узнали, тем более в правильном и нужном ключе?

Inc.
Мамские амбиции Мамские амбиции

Самое главное, чему стоит учить ребенка с ранних лет

Лиза
Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами Ангина, Лаки, Акула: как сегодня живут поп-дивы нулевых с самыми странными псевдонимами

20 лет назад их треки гремели на всех танцполах страны. А что потом?

VOICE
Павел Кеив Павел Кеив

У промышленного дизайна в России совершенно точно есть будущее

Собака.ru
Открыть в приложении