Основные этапы возникновения жизни согласно теории биопоэза Этап: 1. абиогенное возникновение органических мономеров 2. образование биологических полимеров 3. формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)

Теория биопоэза описывает естественный переход от «чистой химии» к первым простейшим живым системам в три взаимосвязанных шага. Коротко: сначала среда «наштамповала» строительные блоки, затем они связались в длинные цепи, а потом эти цепи упаковывались в оболочки — получились пробионты (протоклетки).

1. Абиогенное возникновение органических мономеров
   • Источники и условия. На ранней Земле работали разные «энергетические кухни»: молнии, ультрафиолет, тепло вулканизма, ударные волны от метеоритов, гидротермальные источники в океане. Водяной пар, CO₂, N₂, H₂, CH₄, NH₃ и сернистые газы давали богатую реакционную среду. Часть органики могла также прилететь с углистыми хондритами.
   • Что образуется. Аминокислоты, гидроксикислоты, простые сахара (в т.ч. рибоза в формуозной реакции), жирные кислоты, основания нуклеотидов (аденин и др. из HCN/формамида), простые спирты и альдегиды. Это — «азбука» для будущих биополимеров.

2. Образование биологических полимеров
   • Проблема и решения. Полимеризацию (конденсацию) в воде затрудняет термодинамика. Выручают циклы «сушка–смачивание» на горячих берегах/лагуна́х, замерзание (эвтектический лёд концентрирует реагенты), а также минеральные поверхности — глины (монтмориллонит), пирит (FeS), оксиды, где молекулы адсорбируются и выстраиваются «в ряд» для сшивания. Возможны активированные фосфаты, тиоэфиры и полифосфаты как «топливо» для сборки.
   • Что получается. Короткие пептиды и полинуклеотиды (особенно РНК-подобные цепи). Некоторые РНК начинают проявлять каталитические свойства (рибозимы) — отсюда сценарий «РНК-мира»: наследование и катализ на одной молекулярной платформе. Параллельно пептиды стабилизируют и усиливают каталитические контуры; возникают примитивные «гиперциклы» — взаимно поддерживающиеся сети реакций.
   • Отбор на молекулярном уровне. Даже до клеток действует вариация и отбор: более устойчивые/каталитически эффективные последовательности копируются чаще, образуя зачатки наследственности.

3. Формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов)
   • Самосборка оболочек. Простейшие амфифильные липиды (жирные кислоты и их производные) в воде самопроизвольно образуют мицеллы и липосомы — пузырьки с полупроницаемой мембраной. Такие везикулы легко растут, «вклеивая» новые липиды, и делятся при механическом или осмотическом стрессе — без сложной белковой машинерии.
   • Компартментация. Инкапсуляция РНК/пептидов внутри везикулы изолирует реакции от окружающей среды, повышает концентрации реагентов и позволяет отбору действовать на целые «особи» — протоклетки. Если внутри есть рибозимы/простые ферменты, протоклетка получает преимущество: быстрее растёт, лучше удерживает градиенты, эффективнее копирует свои полимеры.
   • Протометрболизм и энергия. На минералах серы и железа возможны простые редокс-цепочки; у щелочных гидротермальных источников — естественные pH- и ионные градиенты, которые можно «присвоить» для синтеза высокоэнергетических соединений. Постепенно катализ из пептидов/кофакторов усложняется, появляются первые белковые ферменты; РНК-наследование переходит к более химически стойкой ДНК.
   • Итог. Стабильные пробионты, в которых скоординированы (а) оболочка, (б) наследственная система и (в) метаболические сети, дают начало общему предку клеточной жизни.

Если свести в таблицу «что на выходе» каждого шага:
1 — «алфавит» (аминокислоты, сахара, липиды, основания нуклеотидов);
2 — «слова и фразы» (пептиды, РНК/ДНК-фрагменты, каталитические контуры, зачатки наследования);
3 — «тексты с переплётом» (липидные везикулы с инкапсулированными полимерами, рост/деление, протометаболизм) — первые пробионты, от которых уже рукой подать до клеток.