В последнем номере международного журнала Биологических теорий (Biological Theory, v. 5, № 1, 2010, p. 67–78), издаваемым Институтом Исследования Эволюции и Познания Конрада Лоренца (Австрия) в издательстве Массачусетского технологического института (MIT Press) была опубликована статья двух доцентов кафедры биологии ИПиП ЧГУ Коломийцева Николая Петровича и Поддубной Надежды Яковлевны «Диффузный организм как первая биологическая система».

В своей статье авторы, опираясь на последние достижения в молекулярной биологии, биохимии и вирусологии, предложили новую гипотезу, по существу теорию, происхождения жизни на Земле.

О теории:
Согласно этой гипотезе, жизнь возникла в рамках особой материальной системы, представляющей собой набор специфичных локальных сред, объединенных общей перемешивающейся жидкой средой. Такая конструкция представляется единственно возможной, так как синтез различных аминокислот, пуриновых и пиримидиновых азотистых оснований, рибозы, нуклеотидов, полипептидов и сама репликация РНК происходят в различных химических средах, не совместимых друг с другом.

Такая материальная система могла сформироваться в силу стечения случайных обстоятельств в некоторой области открытого океана, в морской бухте или лагуне, в поверхностном или подземном водоеме, однако размеров крошечной полости в минерале, мембранного пузырька или микросферы, для нее было бы явно недостаточно.

В рамках такой системы, состоящей не более чем из 200 нуклеотидов, подобные вироидным частицам молекулы РНК могли копироваться с достаточно высокой для включения механизма адаптивной эволюции точностью. При этом в каждой из локальных сред осуществляется синтез отдельных строительных блоков или веществ, необходимых для осуществления точной репликации и выживания РНК, которые затем доставлялись диффузией и конвекционными потоками к местам сборки РНК. Таким образом, вся эта система локальных сред, с протекающими в них процессами выступала в качестве некой «машины выживания» точно реплицирующихся молекул РНК, выполняя функции, аналогичные организменным. Наличие на этом этапе каких-либо избирательно проницаемых барьеров между локальными средами и общей ограничивающей мембраны только мешало бы свободному перемещению веществ и подвергло опасности весь процесс воспроизведения точных репликаторов. Разделение такой системы мембранами (процесс компартментализации) могло начаться только одновременно с развитием биохимических механизмов транспорта веществ.

Предложенная авторами биологическая система по существу является очень грубым аналогом структурно-функциональной организации биосинтетического аппарата живой клетки, несовершенство которого компенсируется огромными размерами. Подобное мы часто наблюдаем в технических изделиях. Так как система не имеет фиксированных границ, а ее части рассеяны в пространстве, авторы предложили ее назвать “диффузным организмом”.

Колонизация клеточных форм жизни (возникших несколько позже в результате одного из направлений эволюции диффузных организмов) и узурпация биосинтетических машин клеток позволила этим живым системам стать намного более компактными и выполнять организменные функции более эффективно. В результате диффузные организмы не исчезли с лица Земли и продолжают весьма успешно сосуществовать с своими более совершенными потомками, демонстрируя широкое разнообразие и удивительную стойкость в различных окружающих средах. Каждый раз при своем формировании во время вироидных и вирусных инфекций они приносят нам эхо начальных стадий оживления материи.
Уникальность диффузного организма состоит в том, что он одновременно является и организменной, и эволюционирующей системой: в клоне реплицирующихся с высокой точностью молекул нуклеиновых кислот уже может функционировать биологический отбор и протекать адаптивная эволюция. Поэтому, кажется, что только такая система, случайно появившаяся всего в единственном экземпляре, была в состоянии дать начало жизни.

Предложенный Н.П. Коломийцевым и Н.Я. Поддубной сценарий происхождения жизни позволяет, не изобретая далеких от реальности конструкций, обойти парадокс нобелевского лауреата Манфреда Эйгена: «ферменты не могут образоваться без большого генома, а большой геном не может образоваться без ферментов» и существенно сузить пока еще непреодолимую брешь между предбиологической химией и первыми живыми системами. Диффузные организмы во многих отношениях являются настолько специфичными среди существующих форм жизни, что заслуживают присвоения им особой высокой таксономической категории и помещения в самое основание филогенетического дерева жизни.