Сьогодні життя завоювала кожен квадратний сантиметр Землі, але коли планета тільки сформувалася, вона була мертвим каменем. Як і коли стався знаковий перехід? З чого почалося життя? Чи можна придумати більш серйозний, великий і складний питання. Протягом більшої частини історії людства ніхто не сумнівався в тому, що це справа богів. Будь-яке інше пояснення було немислимим.
Більше немає. За останнє сторіччя багато вчених намагалися з'ясувати, з чого могла початися перша життя. вони навіть намагалися відтворити момент Створення в своїх лабораторіях: створити абсолютно нове життя з нуля. Сьогодні поки що це не вдалося, але ми пройшли довгий шлях. Сьогодні багато вчених, які вивчають походження життя, впевнені, що вони на вірному шляху - і у них є експерименти, які підкріплюють їх впевненість в цьому.
Це історія наших спроб з'ясувати наше справжнє походження. Це історія одержимості, боротьби і блискучого творчості, які привели до деяких з найбільших відкриттів сучасної науки. Прагнення зрозуміти витоки життя посилало чоловіків і жінок в найвіддаленіші куточки нашої планети. Деяких вчених вважали дияволами у плоті, інші ж продовжували працювати під п'ятою жорстоких тоталітарних урядів.
Це історія народження життя на Землі. 
Насправді динозаври жили не так давно
Життя стара. Динозаври - найвідоміші вимерлі створення - з'явилися 250 мільйонів років тому. Але життя з'явилася набагато, набагато раніше.
Найдавнішим з відомих скам'янілостей близько 3,5 мільярда років, в 14 разів більше, ніж найстарішим динозаврам. Але скам'яніла літопис може вести нас ще далі. Наприклад, тільки в серпні 2016 року вчені виявили скам'янілі мікробів , Яким 3,7 мільярда років. 
Цим хвилястим узорів може бути 3,7 мільярда років
Сама Земля ненабагато старше, їй 4,5 мільярда років.
Якщо припустити, що життя утворилася на Землі - що представляється розумним, враховуючи, що ми до цих пір не знайшли її в іншому місці, - то це повинно було статися в той мільярд років, який протікав між формуванням Землі і появою найстаріших відомих скам'янілостей.
Звужуючи діапазон часу можливої появи життя, ми можемо робити обґрунтовані припущення про те, як це сталося. 
Древо життя: найбільше бактерій і архей
З 19 століття біологи знають, що всі живі істоти складаються з «клітин»: крихітних мішечків живої матерії, які бувають різних форм і розмірів. Вперше клітини були виявлені в 17 столітті, завдяки винаходу перших мікроскопів, але потрібно більше ста років, щоб зрозуміти, що вони були основою всього життя.
Ви, звичайно, не схожі на сома або тиранозавра, але мікроскоп покаже, що ви зроблені практично з тих же клітин. Як і рослини, і гриби. Але поки що найчисленнішою формою життя є мікроорганізми, що складаються з однієї клітини. Бактерії - найвідоміша група, їх можна знайти всюди на Землі.
У квітні 2016 року вчені представили оновлену версію «древа життя»: у певному сенсі родинного дерева кожного, хто живе виду. Майже всі гілки представлені бактеріями. Більш того, форма цих гілок говорить про те, що бактерії були спільним предком усього життя . Іншими словами, кожна жива істота - включаючи вас - походить від бактерій.
Виходить, ми можемо точніше визначити проблему походження життя. Використовуючи тільки матеріали і умови, які були на Землі 3,5 мільярда років тому, ми повинні зробити клітку.
Наскільки складно це буде? 
Ціла жива клітина
Протягом майже всієї історії ніхто не вважав за потрібне шукати відповіді на запитання, як з'явилося життя, оскільки відповідь здавався очевидним. До 1800-х років більшість людей вірили в «віталізм». Це інтуїтивне уявлення, що живі істоти наділені особливим, магічним властивістю, яке відрізняє їх від неживих предметів.
Віталізм часто зв'язувався з релігійними переконаннями. Біблія говорить, що Бог використовував «подих життя», щоб оживити перших людей, і безсмертна душа є формою віталізму.
Тільки от є одна проблема. Віталізм - це повна нісенітниця.
До початку 1800-х років вчені виявили декілька речовин, які здавалися унікальними для життя. Одне з таких з'єднань було сечовиною, яку виявили в сечі і виділили в 1799 році. Тільки це все так же вкладалося в концепцію віталізму. Тільки живі істоти були в змозі проводити ці хімічні речовини, тому вони, мабуть, були заряджені енергією життя і це робило їх особливими.
Але в 1828 році німецький хімік Фрідріх Велер знайшов спосіб робити сечовину з поширеного хімічної речовини, цианата амонію, який не мав очевидну зв'язок з живими істотами. Інші зробили те саме, і незабаром стало ясно, що хімічні речовини життя можна зробити з простіших хімічних речовин, які не мають нічого спільного з життям. 
Фрідріх Велер, німецький хімік
Це був кінець для віталізму як наукової концепції. Але людям виявилося важко розлучитися з цією ідеєю. Дуже багатьом здавалося, що говорити, що в хімічних речовини житті немає нічого «особливого», це як віднімати у життя її магію, робити її механічної або бездушною. Ну і, звичайно ж, це суперечило Біблії.
Навіть вчені намагалися врятувати віталізм. Ще в 1913 році англійський біохімік Бенджамін Мур гаряче проштовхував теорію «біотичної енергії», яка була тим же віталізмом, але з іншою назвою. У цій ідеї був сильний емоційний підтекст.
Та й сьогодні, втім, ця ідея часом спливає тут і там. Наприклад, існує безліч науково-фантастичних історій, в яких «енергію життя» можна збільшити або висмоктати. Згадайте «енергію регенерації», використовувану Повелителями Часу в «Докторі Хто». Здається дивним, але це дуже і дуже стара ідея.
Проте після 1828 року вчені отримали здорові причини шукати «безбожне» пояснення першої появи життя. Але не шукали. Здавалося б, цю тему треба досліджувати, але по факту таємницю походження життя ігнорували десятиліттями. Можливо, все ще були дуже прив'язані до витализму, щоб зробити наступний крок. 
Чарльз Дарвін показав, що все життя сталася від одного загального предка
Замість цього гігантським проривом в біології 19 століття стала теорія еволюції, розроблена Чарльзом Дарвіном і іншими.
Теорія Дарвіна, викладена в «Походження видів» в 1859 році, пояснила, як все це різноманітність життя могло з'явитися з єдиного загального предка. Кожен окремий вид тепер вже не був створений Богом, а походить від древнього організму, який жив мільйони років тому: останній універсальний загальний предок.
Ця ідея виявилася надзвичайно суперечливою, знову ж таки, бо не сходилася з Біблією. Дарвін і його ідеї виявилися під шквалом атаки, почасти обурених християн.
Теорія еволюції нічого не говорила про те, як з'явився найперший організм. 
Дарвін вважав, що життя виникло в «маленькому теплому ставку»
Дарвін знав, що це глибокий питання, але - можливо, побоюючись нових нападок з боку церкви - наважився обговорити його лише в 1871 році. Піднесений тон листа показує, що він знав глибоке значення цього питання:
«Але якби (і ох яке це велике« якщо б ») ми могли уявити собі невеликий теплий ставок з усіма видами аміаку і фосфорної солі - зі світлом, теплом, електрикою - в якому хімічно утворилося б білкове з'єднання, готове пройти через ще більш складні зміни ... »
Іншими словами, що якщо колись був невелика водойма, наповнений простими органічними сполуками і купається в сонячному світлі? Деякі з цих сполук, можливо, в сукупності утворили б напівживе речовина на зразок білка, який міг би почати розвиватися і ставати все більш складним.
Ця ідея була поверхневою. Але вона лягла в основу першої гіпотези появи життя.
Що цікаво, ця гіпотеза з'явилася в СРСР. 
Олександр Опарін жив і працював в СРСР
За часів Сталіна все було під контролем держави. Навіть ідеї людей, біологів, не пов'язаних з комуністичною політикою. Що примітно, Сталін фактично забороняв вченим вивчати звичайну генетику. Замість цього він просував ідеї фермера Трохима Лисенка, які, на його думку, більше відповідали комуністичної ідеології. Вчені, що працюють в області генетики, були змушені публічно підтримувати ідеї Лисенка, щоб не опинитися в таборах.
Саме в такий репресивної середовищі Олександр Опарін проводив свої дослідження в галузі біохімії. Він міг працювати, оскільки був відданим комуністом: підтримував ідеї Лисенка і навіть отримав орден Леніна, найвищу нагороду часів СРСР.
У 1924 році Опарін опублікував свою роботу «Походження життя». У ній він виклав своє бачення зародження життя, яке було разюче схоже на маленький теплий ставок Дарвіна. 
Океани сформувалися після того, як Земля охолола
Опарін намагався уявити, якою була Земля після формування. Поверхня була пекуче гарячої, оскільки на неї падало каміння з космосу. Мішанина з полурасправленних порід, що містять величезний спектр хімічних речовин, в тому числі і на основі вуглецю.
Зрештою Земля охолола достатньо, щоб водяна пара конденсировался в рідку воду і пішов перший дощ. Він наповнив земні океани, які були гарячими і багатими углеродсодержащими хімічними речовинами. Те, що потрібно для життя.
Спочатку різні хімічні речовини взаємодіяли між собою з утворенням безлічі нових з'єднань, деякі з яких були складними. Опарін припустив, що молекули, найважливіші для життя, цукру і амінокислоти, могли утворитися в водах Землі.
Потім деякі хімічні речовини почали формувати мікроскопічні структури. Багато органічних речовин не розчиняється у воді: наприклад, масла утворюють шар поверх води. Але коли деякі з цих речовин контактують з водою, вони утворюють сферичні кульки «Коацервати», які можуть бути до 0,01 сантиметра в діаметрі.
Якщо ви поглянете на Коацервати через мікроскоп, вони ведуть себе досить рухливо, як живі клітини. Вони ростуть і змінюють форму, іноді діляться на дві частини. Вони також можуть вбирати хімічні речовини з навколишнього води, тому в них можуть виявитися подібні життя хімречовини. Опарін припустив, що коацервати були предками сучасних клітин.
П'ятьма роками пізніше, в 1929 році, англійський біолог Джон Бердон Сандерсон Холдейн незалежно припустив дуже схожі ідеї в короткій статті, опублікованій в Rationalist Annual.
На той час Холдейн вже чимало вніс в теорію еволюції, допомагаючи інтегрувати ідеї Дарвіна в розвивається науку про генетику. 
Англійська генетик Дж. Холдейн
Як і Опарін, Холдейн описав, яким чином органічні речовини могли б накопичуватися в воді, «поки первісні океани не дійшли б до консистенції гарячого розведеного супу». Це підготувало б грунт для «перших живих або напівживих речей», які сформувалися і опинилися в тонкій олійною плівці.
Показово, що серед всіх біологів світу тільки Опарін і Холдейн дійшли до цього. Думка про те, що живі організми можуть утворитися в процесі простих хімічних реакцій, без бога або навіть «життєвої сили», була радикальною. Як і теорія еволюції Дарвіна до неї, вона теж була плювком в обличчя християнства.
Але в рамки СРСР вписувалася відмінно. Радянський режим був офіційно атеїстичним, а його лідери з радістю підтримували будь-які матеріалістичні пояснення глибоких явищ на кшталт життя. Холдейн теж був атеїстом і ще й комуністом на додачу.
«У той час прийняття або неприйняття ідеї залежало головним чином від людини: чи був він релігійним, чи підтримував ліві або комуністичні ідеї», говорить експерт по походженню життя Армен Мулкіджанян з Університету Оснабрюк в Німеччині. «У Радянському Союзі їх приймали з радістю, тому що їм був не потрібен Бог. У західному світі, якщо поглянути на людей, які мислили в цьому напрямку, всі вони були лівими, комуністами і так далі ».
Думка про те, що життя сформувалася в первинному бульйоні органічних речовин, стала гіпотезою Опаріна-Холдейна. Вона була акуратною і переконливою, але була одна проблема. Її не підтримували жодних експериментальні докази. І так тривало майже чверть століття. 
Гарольд Юрі
На той час, коли Гарольд Юрі став цікавитися походженням життя, він вже отримав Нобелівську премію з хімії 1934 року і допоміг побудувати атомну бомбу. Під час Другої світової війни Юрі працював над Манхеттенським проектом, збираючи нестабільний уран-235, необхідний для сердечника бомби. Після війни він боровся, щоб зберегти ядерні технології під контролем громадян.
Також він зацікавився хімією космосу, зокрема тим, що відбувалося за часів формування Сонячної системи. Одного разу він прочитав лекцію і зазначив, що в атмосфері Землі, ймовірно, не було кисню, коли вона вперше сформувалася. Це стало ідеальним доповненням до первинного бульйону Опаріна і Холдейна: тендітні хімічні речовини могли бути знищені при контакті з киснем.
Докторант по імені Стенлі Міллер був в аудиторії, а потім підійшов до Юри з питанням: чи можна перевірити цю ідею? Юрі був скептичний, але Міллер наполіг на своєму. Тому в 1952 році Міллер почав найвідоміший експеримент на тему походження життя. 
Експеримент Міллера-Юрі
Налаштування були простими. Міллер поєднав серію скляних колб і пустив по ним чотири хімічних речовини, які могли бути присутніми на ранній Землі: кипляча вода, газоподібний водень, аміак і метан. Потім він піддав гази багаторазового впливу електричного струму, щоб імітувати удари блискавки, які були звичайним явищем на Землі в ті часи.
Міллер виявив, що «вода у флаконах стала значно рожеві після першого дня, а до кінця тижня розчин став червоним і каламутним». Очевидно, утворилася суміш хімічних речовин.
Проаналізувавши суміш, Міллер виявив, що в ній є дві амінокислоти: гліцин і аланін. Амінокислоти часто називають будівельними блоками життя. Вони використовуються для утворення білків, які управляють більшістю біохімічних процесів в наших тілах. Міллер зробив два найважливіших компонента життя буквально з нуля.
Результати були опубліковані в престижному журналі Science в 1953 році. Юрі надійшов дуже незвично для старших вчених, знявши своє ім'я з роботи і віддавши всі лаври Міллеру. Незважаючи на це, дослідження часто називають «експериментом Міллера-Юрі». 
Стенлі Міллер у лабораторії
«Сила Міллера-Юрі в тому, що ви можете зробити безліч біологічних молекул просто з атмосфери», говорить Джон Сазерленд з Лабораторії молекулярної біології в Кембриджі, Великобританія .
Деталі виявилися невірними, оскільки більш пізні дослідження показали, що атмосфера ранньої Землі була іншою сумішшю газів. Але це не змінює факту. Експеримент вдався, простимулював уяву публіки і розлетівся на цитати.
Після експерименту Міллера інші вчені почали шукати способи створення простих біологічних молекул з нуля. Рішення таємниці походження життя, здавалося, ось-ось з'явиться.
Але потім з'ясувалося, що життя було складніше, ніж будь-хто думав. Живі клітини були не тільки мішками з хімічними речовинами: вони були найскладнішими крихітними машинами. Раптово створення клітини з нуля виявилося набагато складнішим завданням, ніж думали вчені.
Далі буде…
Як і коли стався знаковий перехід?З чого почалося життя?
Наскільки складно це буде?
Докторант по імені Стенлі Міллер був в аудиторії, а потім підійшов до Юри з питанням: чи можна перевірити цю ідею?
