Ученые приблизились к разгадке возникновения жизни на Земле

Фото: pixabay.com

Столетиями ученые бьются над разгадкой главной тайны — как из множества неживых молекул на Земле возникла жизнь. Например, вода с самого начала казалась неотъемлемым компонентом возникновения жизни, при этом процесс выращивания некоторых жизненно важных компонентов весьма негативно относится к намоканию, пишет Science Alert.

По словам биохимика из Университета Висконсин-Мэдисон Джона Инь, например, исследователям известно, что аминокислоты являются строительными блоками белков, а белки необходимы для жизни. Со времен Чарльза Дарвина преобладающая теория состоит в том, что жизнь возникла из определенного влажного "первичного бульона". Однако эта теория также затрудняет согласование точной роли воды в происхождении первых устойчивых самовоспроизводящихся реакций.

В новом исследовании инженер-химик из Университета Висконсин-Мэдисон Хейли Бойгензан с коллегами воспроизвела модель меняющейся от влажной до сухой окружающей среды, которые легко воспроизводятся в природе с приливами и циклами дня и ночи, а также с изменениями погоды.

В ходе исследования ученые объединили ряд аминокислот, которые можно достаточно просто произвести естественным путем. Ученые полагают, что будучи строительными блоками белков эти единицы вполне могли бы играть важную роль в ранних формах биологии.

В этом эксперименте ученые использовали аминокислоту глицин. Затем добавили к ней триметафосфат — молекулу, которая естественным образом образуется в вулканах. А затем этот "бульон" приправили гилдроксидом натрия (NaOH), чтобы повысить его рН.

В течение первого часа ученые наблюдали, как глицин образовал молекулу из двух единиц — димер. Исследователи обнаружили, что эта реакция высвобождает протоны, которые нейтрализируют рН, необходимый для димеризации, тем самым притормаживая весь процесс.

В более ранних исследованиях ученые также обнаружили, что по мере того, как pH раствора становился все более нейтральным, димеры медленно связывались друг с другом, образуя все более длинные цепочки. Любопытно, что по мере высыхания раствора скорость реакции лишь увеличивалась. Исследователи предполагают, что это может быть связано с концентрацией молекул, сближающихся друг с другом.

По словам Бойгензана, таким образом ученые обнаружили, что среда не обязательно должна оставаться стабильной в течение всех реакций. По сути они могут происходить в разных средах, при условии, что происхождение реакции создает благоприятную среду для последующих шагов. Ученые полагают, что цикл переходов от влажных к сухим условиям способен превратить молекулу в более сложные белки, которые будут способствовать другим химическим реакциям, происходящим в жизни.

По словам ученых, это далеко не первый намек на то, что зарождение жизни могло произойти на грани влажности. В дальнейшем ученым предстоит пройти долгий путь, прежде чем окончательно понять процесс зарождения жизни на Земле. Однако исследователи полагают, что понимание процессов, лежащих в основе создания жизни, способно открыть дверь к новым более мощным технологиям, основанным на химии.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист AOinform