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.
Три из пяти массовых вымираний на Земле могли быть не такими, как считалось
Палеонтологи использовали машинное обучение для систематизации ископаемых данных в потенциально наиболее точную хронологию доисторической эпохи Земли, когда-либо созданную, и это ставит под сомнение распространенное мнение о пяти массовых вымираниях. Другие…
Ученые проверили теорию встречи с привидениями в зеркале
Существует старинная практика, известная как психомантеум, при которой людей помещают перед зеркалом в тускло освещенной комнате, чтобы они увидели, что — или кто — смотрит на них в ответ. Считается,…
Изменения в земной мантии начались задолго до появления в воздухе кислорода
Древние кристаллы показывают, что часть земной мантии подверглась большему окислению примерно за миллиард лет до того, как кислород окончательно появился в воздухе. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Geoscience.…
Погибший при ударе по автобусу на Запорожье и 222 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО за ночь перехватили и уничтожили 222 украинских беспилотника над российскими регионами, сообщили в Минобороны РФ. Атаке БПЛА подвергся пассажирский автобус Симферополь - Москва в районе города Приморска в…
Шуваев: за сутки в Белгородской области при атаках ВСУ один человек погиб, семеро получили ранения
Вооруженные силы Украины атаковали территорию Белгородской области более 130 раз за прошедшие сутки. В результате погибла мирная жительница, еще семь человек получили ранения, сообщил губернатор Александр Шуваев. "Во время атаки…
Ковальчук: в Брянской области из-за атак ВСУ погиб человек, еще шестеро были ранены
Из-за атак ВСУ на Брянскую область погиб мирный житель, еще шестеро получили ранения. Об этом сообщил глава региона Егор Ковальчук в "Максе". "В Бежицком районе погиб мужчина, подорвавшись на "тубусе"…
США пытаются превратить Филиппины в антикитайский таран
Чем глубже американское присутствие, тем больше шансов, что первый удар Китая придется по филиппинск...
Гранат из глубин мантии Марса может хранить в себе секрет древней магмы
История вулканической активности планеты содержится в её горных породах. А марсианские породы — или,...
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)".