Исследовательская группа из Университета Ньюкасла (Великобритания) изучила, как на Земле более 3,5 миллиардов лет назад произошло появление первых живых систем из инертных геологических материалов. Ученые обнаружили, что смешивание водорода, бикарбоната и богатого железом магнетита в условиях, имитирующих относительно мягкие гидротермальные источники, приводит к образованию спектра органических молекул, в первую очередь включая жирные кислоты, длина которых достигает 18 атомов углерода.
Их результаты, опубликованные в журнале Communications Earth & Environment, потенциально показывают, как некоторые ключевые молекулы, необходимые для создания жизни, производятся из неорганических химических веществ, что важно для понимания ключевого шага в том, как жизнь сформировалась на Земле миллиарды лет назад. Их результаты могут обеспечить правдоподобное происхождение органических молекул, образующих древние клеточные мембраны, которые, возможно, были выборочно выбраны ранними биохимическими процессами на первобытной Земле.
Жирные кислоты — это длинные органические молекулы, которые имеют участки, которые одновременно притягивают и отталкивают воду, которые естественным образом автоматически образуют клеточные отсеки в воде, и именно эти типы молекул могли создать первые клеточные мембраны. Тем не менее, несмотря на их важность, было неясно, откуда взялись эти жирные кислоты на ранних этапах жизни. Одна из предположений заключается в том, что они могли образоваться в гидротермальных жерлах, где горячая вода смешивалась с богатыми водородом жидкостями, поступающими из подводных жерл, с морской водой, содержащей CO 2.
Группа воспроизвела в своей лаборатории важнейшие аспекты химической среды, обнаруженной в ранних океанах Земли, и смешивание горячей щелочной воды из определенных типов гидротермальных источников. Они обнаружили, что когда горячие жидкости, богатые водородом, смешивались с водой, богатой углекислым газом, в присутствии минералов на основе железа, которые присутствовали на ранней Земле, создавались типы молекул, необходимые для формирования мембран примитивных клеток.
«Центральное место в зарождении жизни занимают клеточные отсеки, имеющие решающее значение для изоляции внутренней химии от внешней среды. Эти отсеки сыграли важную роль в стимулировании реакций, поддерживающих жизнь, путем концентрации химических веществ и облегчения производства энергии, потенциально служа краеугольным камнем самых ранних моментов жизни», - сказал ведущий автор исследования Грэм Первис.
Результаты показывают, что слияние богатых водородом флюидов из щелочных гидротермальных источников с водами, богатыми бикарбонатами, на минералах на основе железа могло привести к осаждению рудиментарных мембран ранних клеток в самом начале жизни. Этот процесс мог породить множество типов мембран, некоторые из которых потенциально могли служить колыбелью жизни при ее зарождении. Более того, этот преобразующий процесс мог способствовать образованию специфических кислот, обнаруженных в элементном составе метеоритов.
«Мы думаем, что это исследование может стать первым шагом к пониманию того, как зародилась жизнь на нашей планете. В настоящее время в нашей лаборатории продолжаются исследования по определению второго ключевого шага; как эти органические молекулы, которые изначально «прилипли» к минеральным поверхностям, могут отрываться, образуя сферические, ограниченные мембраной клеточные отсеки; первые потенциальные «протоклетки», которые впоследствии сформировали первую клеточную жизнь», - сказал соавтор исследования Джон Теллинг.
Интересно, что исследователи также предполагают, что подобные реакции по созданию мембран все еще могут происходить в океанах под поверхностью ледяных лун в нашей солнечной системе и сегодня. Это поднимает возможность альтернативного происхождения жизни в этих далеких мирах.
Из ядра Земли вытекают материалы, запертые в нём с момента рождения планеты
Наша ранняя Земля была не особо привлекательна: расплавленный шар, покрытый глобальным океаном лавы, извергающий смертоносные газы и подвергающийся бомбардировкам пылающими космическими камнями, оставшимися после бурного и хаотичного рождения нашей Солнечной…
Глубоко под Мексиканским заливом произошел масштабный коллапс жизни
Под поверхностью Мексиканского залива жизнь вымирает. Менее чем за четыре года численность животных в том, что когда-то можно было назвать глубоководной экосистемой, сократилась на 60–85 процентов, что является явно неустойчивым…
Тысячи рукописных документов из архивов раскрывают масштабы потепления в Конго
Для богатых и политически стабильных стран задача ведения и оцифровки климатических данных представляет собой высокотехнологичное предприятие. Однако в Демократической Республике Конго (ДРК) ситуация иная. Большая часть климатических данных по бассейну…
МО: за ночь над регионами РФ сбили 149 украинских БПЛА
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили над регионами РФ 149 украинских БПЛА самолетного типа. Об этом сообщили в Минобороны России. "В течение прошедшей ночи дежурными силами ПВО перехвачены…
Шуваев: в Белгородской области за сутки девять человек пострадали при атаках ВСУ
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области 115 раз за прошедшие сутки. В результате ранения получили девять мирных жителей, сообщил губернатор Александр Шуваев в "Максе". "За минувшие сутки ВСУ 115…
Поражены места хранения крылатых ракет и дата-центр в Киеве. Удар ВС РФ по объектам на Украине
Российские войска в результате массированного удара ночью поразили на территории Украины предприятия военной промышленности, объекты хранения крылатых ракет и БПЛА, а также центр обработки данных. Об этом сообщили в Минобороны…
Почему Россия не верит в морское перемирие
Турция продолжает попытки выступить посредником между Россией и Украиной в вопросе безопасности судо...
Физики предлагают новое объяснение того, почему материя пережила Большой взрыв
Тяжелый нейтрино, который физики обычно игнорируют, возможно, на короткое время доминировал в ранней...
Эксперт не исключил также, что существует вероятность, когда при возникновении сочетания некоторых условий могут возникнуть предпосылки для развития того или иного сценария из широкого спектра возможных. Хотя не надо огульно отбрасывать и множенство других потенциальных вариантов.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".