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.
Эксперимент с огромными атомами имитирует самый страшный способ конца Вселенной
Из всех возможных способов конца Вселенной, наиболее тревожным является так называемый распад ложного вакуума. В то время как другие представляют проблему далекого будущего, этот может произойти здесь и сейчас, в…
Китайский шелк достиг Центральной Азии еще до появления Шелкового пути
Кусок ткани, размером с ладонь, обнаруженный в могиле молодой женщины в Казахстане, предоставил важные доказательства древних связей между Китаем и Центральной Азией. Ученые, изучавшие остатки ткани — возрастом около 2400…
Ученые объяснили, почему птицы не замерзают, когда спят на улице зимой
Млекопитающие и птицы выработали множество различных способов выживания в долгие, суровые зимние ночи. Биолог из Университетского музея Норвежского университета науки и технологий (NTNU) объясняет удивительные стратегии, которые помогают этим животным…
Пострадавший в Смоленской области и 155 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО в течение ночи перехватили и уничтожили 155 украинских беспилотников над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Мужчина получил ранение в результате отражения атаки ВСУ в Смоленской области. В…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ погибли три человека
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области более 170 раз за прошедшие сутки, в результате погибли три мирных жителя, еще восемь получили ранения. Об этом сообщил губернатор региона Александр Шуваев…
Поражены объекты энергетики и морские суда. Удары ВС РФ по объектам на Украине
Российские военнослужащие нанесли удары по объектам энергетической инфраструктуры, обеспечивающим работу предприятий ВПК Украины и морским судам. Об этом сообщили в Минобороны РФ. ТАСС собрал основное о пораженных целях. Заявления Минобороны…
Европе безопасность оказалась не нужна
В ближайшее время в ЕС будет проходить внутренняя дискуссия на предмет послевоенного устройства. Одн...
Ученые наконец-то дали объяснение странному магнитному полю Урана
Предполагаемые магнитные поля Урана и Нептуна могут быть следствием экстремальных условий в их недра...
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)".