Как возникла жизнь на Земле: разгадку скрывают крохотные кристаллы внутри древних пород (фото)

Фото: Steve Sheppard

История Земли насчитывает более 4,5 миллиарда лет, однако нам все еще мало известно о том, как на ней зародилась жизнь. Ученые годами пытаются разгадать эту тайну, но пока не смогли продвинуться дальше теорий. Теперь исследователи обнаружили новые подсказки, скрывающиеся в крохотных кристаллах в самых древних земных породах, пишет Science Alert.

Команда ученых-геологов из Университета Западной Австралии и Кембриджского университета считают, что полученные ими результаты могут объяснить, почему фосфор стал основным строительным блоком земной жизни и как молекулы впервые соединились вместе, чтобы сформировать примитивную РНК в гидротермальных источниках на морском дне.

В ходе исследования команда изучила под просвечивающим электронным микроскопом породы возрастом 3,5 миллиарда лет, собранные в регионе Пилбара в Западной Австралии — им удалось обнаружить нечто необычное.

Отметим, что Пилбара известна тем, что в архейскую эпоху, когда жизнь на Земли лишь только зарождалась, она смогла сохранить в первозданном виде земную кору. Именно поэтому породы в этой области представляют собой так называемую "капсулу времени", хранящую информацию о пребиотической химии Земли.

Изначально ученые полагали, что порода представляет собой смесь тонкого кварца и гематита, однако при ближайшем рассмотрении обнаружилось нечто удивительное: скрытые нанокристаллы с интересными свойствами. Ученые обнаружили разбросанные частицы гриналита — минерала, содержащего железо, кремний и кислород. Предполагается, что гриналит был выброшен из близлежащего гидротермального источника и превратился в осадок на морском дне миллиарды лет назад.

По словам геолога Университета Западной Австралии Биргера Расмуссена, они обнаружили спрятанные более обильные железные глины. Казалось удивительным, что можно увидеть крохотные частицы в столь старых камнях, и отчасти это связано с тем, что они заключены в эти относительно "химически инертные материалы".

Фактически гриналит создает серию параллельных канавок по краям, которые имеют идеальный размер для РНК и ДНК. Простыми словами, это делает наночастицы глины идеальным каталитическим инструментом для выравнивания компонентов этих биомолекул и они могут легко соединяться между собой.

Теперь ученые считают, что миллиарды лет назад гидротермальные источники, вероятно, образовали триллионы микроскопических частиц глины с бороздками, которые впоследствии действовали как сборочные линии, концентрирую РНК или пре-РНК.

Отметим, исследователи и ранее считали гидротермальные источники вероятным местом возникновения жизни на Земле. Теперь команда обнаружила, что породы Пилбары возрастом 3,5 миллиарда лет также содержали наночастицы фторапатита (минерала, состоящего из кислорода, кальция, фтора и фосфора). Загадкой оставалось то, почему фосфор содержится во многих биологических структурах, в том числе и в ДНК, несмотря на столь низкие концентрации этого элемента в океане. Результаты нового исследования объясняют эту загадку.

Моделирование команды предполагает, что концентрация фосфора в глубоководной морской среде древней Земли около 3,5 миллиарда лет назад, вероятно, была в 10-100 раз выше, чем сегодня. Впрочем, загадкой все еще остается, почему земная жизнь выбрала именно фосфор для столь многих важных биохимических процессов, в том числе и производства генетического материала.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform