Ниже — сжатое, но содержательное сравнение трёх основных гипотез происхождения жизни $первичный«бульон»,гидротермальныеисточники,панспермия$ по трём запрошенным критериям: воспроизводимость экспериментальных условий, способность объяснить появление ключевых биомолекул, соответствие геохимическим данным ранней Земли.

1) Воспроизводимость экспериментальных условий

Первичный бульон

Плюсы: классические эксперименты $Miller–Ureyипоследующиемодификации$ легко воспроизводятся в лаборатории; многие пути образования аминокислот и простых органических молекул показаны многократно.Минусы: исходные газовые смеси и энергия $исключительновосстановительнаяатмосфера,интенсивныеэлектрическиеразряды$ в оригинальных экспериментах могут не отражать средний состав атмосферы ранней Земли. Для получения более сложных молекул часто нужны специфические, «тонко настроенные» условия $концентрацияреагентов,каталитическиеповерхности,циклывысыхания/влажности$.

Гидротермальные источники

Плюсы: моделирование гидротермальных условий $давление,температура,минералыFe–S,щёлочныеисточники$ воспроизводимо в ряде лабораторий; синтез некоторых органических молекул и каталитические свойства минералов показаны устойчиво.Минусы: система более сложна $температурныеградиенты,миграциярастворов,химическиеграницы$ — полная имитация естественных миконфигураций сложна; некоторые ключевые реакции $образованиеистабильностьнуклеотидов/РНК$ плохо идут при высоких температурах.

Панспермия

Плюсы: отдельные элементы $синтезорганикивкосмосе,нахождениеаминокислотвметеоритах,выживаниеспорвкосмосимулирующихиспытаниях$ воспроизводимы экспериментально.Минусы: сама идея переноса живых систем с другой планеты на Землю экспериментально не воспроизводима в полном объёме $нужнакомбинация:зарождениежизнивдругомместе,еёвыживаниепривыбросевкосмос,межпланетныйперенос,входватмосферубезуничтожения$. Это ставит панспермию скорее в категорию гипотез о происхождении «вне Земли», а не воспроизводимой лабораторно на Земле.

2) Объясняемость появления ключевых биомолекул $аминокислоты,нуклеотиды,липиды,полиимеры—РНК/белки$

Первичный бульон

Сильные стороны: хорошо объясняет образование аминокислот и простых органических молекул из неорганики; при добавлении концентрирующих механизмов $испарение/кристаллизация,поверхностиминералов$ возможно получение олигопептидов и некоторых предшественников нуклеотидов.Ограничения: синтез нуклеотидов и особенно их последовательная полимеризация в правдоподобных «бульонных» условиях остаётся трудной задачей; требуются специфические прекурсоры и условия $например,послойныециклывысыхания/мокрогосостояния,каталитическиеминералы,специфическиеисходныевещества$, что делает путь менее «естественно простым».

Гидротермальные источники

Сильные стороны: естественная каталитическая роль минералов $Fe–S$, энергоразность $градиентыpHиэлектрохимическиепотенциалы$ обеспечивают устойчивые источники свободной энергии для протометаболизма; модели $например,железосернаягипотеза,щёлочныеисточники$ предлагают механизмы синтеза простых органических соединений и формирования протокомпартментов $минеральныепоры$.Ограничения: высокая температура и химическая агрессивность разрушают сложные и легко гидролизуемые молекулы $нуклеотиды,РНК$ — это затрудняет происхождение РНК в самих горячих условиях. Некоторые решения: образование более простых предшественников при умеренных температурах, перенос к более холодным пригидротермальным или прибрежным условиям; также возможна «метаболизм-перво» модель, где сначала развивается энергетика и обмен, а генетический материал появляется позже.

Панспермия

Сильные стороны: метеориты содержат широкий спектр органических молекул $аминокислоты,нуклеобазы,спирты$, что показывает, что некоторые строители биополимеров могут образовываться в космосе и быть доставлены на планету.Ограничения: метеоритные органики — обычно простые молекулы/смеси; они не дают ответа на механизмы перехода к организованной реплицирующейся системе. Панспермия «переносит» проблему происхождения жизни на другой объект, не объясняя её коренные механизмы.

3) Соответствие геохимическим данным ранней Земли

Первичный бульон

Плюсы: ранняя Земля имела океаны и потенциально множество локальных сред с концентрированными растворами $прибрежныелужи,испаряющиесябассейны,вулканическиелагуны$, которые могли быть местами «бульона».Минусы: современные реконструкции атмосферы ранней Земли скорее указывают на нейтрально- или окисленно- богатую CO2–N2 атмосферу, а не глобально восстановительную смесь CH4–NH3, использованную в классических экспериментах. Это уменьшает вероятность глобального «Миллера–Юри-типа» синтеза без локальных восстановительных ниш.

Гидротермальные источники

Плюсы: геологические данные указывают на широкое распространение гидротермальной активности на ранней Земле; изотопные свидетельства жизни и минералогические структуры $например,осадочныеследыгидротермальнойактивности$ согласуются с возможной ролью океанских источников. Щёлочные гидротермальные системы $LostCity–парадигма$ предоставляют постоянные химические градиенты и минеральные поры, которые геологически правдоподобны.Минусы: вопрос — где и как именно появились стабильные условия для накопления и полимеризации биомолекул. Некоторые геохимические параметры $солёность,концентрациифосфораиреагентов$ могут быть проблемой в чисто океанских системах.

Панспермия

Плюсы: наличие органики в космических телах $метеоритMurchisonидр.$ и данные о постоянном бомбардировании ранней Земли указывают на существенный внешне поступающий флюкс органики, что согласуется с вкладом внеземных молекул.Минусы: геохимические свидетельства ранней Земли требуют, чтобы условия на Земле были пригодны для перехода от органики к живому; панспермия сама по себе не противоречит этим данным, но не объясняет наличие изотопных следов жизни уже на очень ранних стадиях $оналишьоткладываетвопроспроисхожденияна«внеземную»локацию$.

Краткое суммарное сравнение $чутьупрощённо$

Воспроизводимость: первичный бульон — высока $простыеэксперименты$; гидротермалы — умеренная/сложная; панспермия — частично воспроизводима $органика$, полная цепочка — нет.Объяснение ключевых биомолекул: бульон — хорош для аминокислот, сложнее для нуклеотидов/РНК; гидротермалы — хороши для энергетики и некоторых предшественников, сложны для устойчивой РНК в горячих условиях; панспермия — приносит предшественники, но не объясняет переход к живому.Соответствие геохимии ранней Земли: бульон требует локальных ниш и не глобально восстановительной атмосферы; гидротермальные модели хорошо согласуются с геологическими данными о ранней активности; панспермия согласуется с фактом внешнего притока органики, но не отвечает на вопрос о месте и механизмах зарождения жизни.

Вывод / практическое замечание

Нынешний консенсус более склоняется к тому, что нет «единственной» простой модели: вероятно, набор процессов и сред $прибрежныециклывысыхания,гидротермальныеградиенты,поверхностиминералов,поступлениевнеземныхорганическихмолекул$ работал в комплексе. Многие современные лабораторные успехи $например,синтезнуклеотидныхпрекурсороввцианосульфиднойхимии,получениеполи-пептидовприциклахвысыхания$ подчёркивают идею «комбинации» сред и этапов. Панспермия остаётся возможной как источник предшественников, но не как полноценно объясняющая происхождение жизни гипотеза без указания источника и механизма возникновения в космосе.

Если хотите, могу: привести конкретные ключевые эксперименты и статьи по каждому направлению $Miller–Urey,Sutherlandиcyanosulfidicchemistry,W\ddot{a}chtersh\ddot{a}user/Russell/alkalineventwork,данныепометеоритуMurchison$, или построить диаграмму сравнения по дополнительным критериям $энергии,концентрациифосфора,хиральностьит.п.$.