Среда 01 апреля 2026 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Nature: наноструктуры на дне глубокого океана намекают на происхождение жизни


Nature: наноструктуры на дне глубокого океана намекают на происхождение жизни

Среда, 25 Сентября 2024 15:04

Исследователи под руководством Рюхея Накамуры из Центра RIKEN по устойчивой ресурсной науке (CSRS) в Японии и Института наук о Земле и жизни (ELSI) Токийского технологического института обнаружили неорганические наноструктуры, окружающие глубоководные гидротермальные источники, которые поразительно похожи на молекулы, которые делают жизнь такой, какой мы ее знаем, возможной. 

 

Эти наноструктуры самоорганизуются и действуют как селективные ионные каналы, которые создают энергию, которую можно использовать в форме электричества. Опубликованные в  Nature Communications, результаты исследования влияют не только на наше понимание того, как зародилась жизнь, но и могут быть применены к промышленному сбору голубой энергии.

 

Когда морская вода просачивается глубоко в Землю через трещины в дне океана, она нагревается магмой, поднимается обратно на поверхность и высвобождается обратно в океан через трещины, называемые гидротермальными источниками. Поднимающаяся горячая вода содержит растворенные минералы, накопленные за время своего пребывания в глубине Земли, и когда она встречается с холодной океанской водой, химические реакции вытесняют минеральные ионы из воды, где они образуют твердые структуры вокруг жерла, называемые осадками.

 

Гидротермальные жерла считаются местом зарождения жизни на Земле, поскольку они обеспечивают необходимые условия: они стабильны, богаты минералами и содержат источники энергии. Большая часть жизни на Земле зависит от осмотической энергии, которая создается ионными градиентами — разницей в концентрации соли и протонов — между внутренней и внешней частью живых клеток. Исследователи RIKEN CSRS изучали гидротермальные жерла, размещенные в серпентините, поскольку этот тип жерла имеет минеральные осадки с очень сложной слоистой структурой, образованной из оксидов, гидроксидов и карбонатов металлов. 

 

«Неожиданно мы обнаружили, что осмотическое преобразование энергии, жизненно важная функция в современной растительной, животной и микробной жизни, может происходить абиотически в геологической среде», — говорит Накамура.

 

Исследователи изучали образцы, собранные с поля просачивания Синкай, расположенного в Марианской впадине Тихого океана на глубине 5743 м. Ключевым образцом был 84-сантиметровый кусок, состоящий в основном из брусита. Оптические микроскопы и сканирование с помощью рентгеновских лучей микрометрового размера показали, что кристаллы брусита были расположены в непрерывных колоннах, которые действовали как наноканалы для флюида из источника. Исследователи заметили, что поверхность осадка была электрически заряжена, и что размер и направление заряда — положительный или отрицательный — различались по поверхности. Зная, что структурированные нанопоры с переменным зарядом являются признаками осмотического преобразования энергии, они затем проверили, действительно ли осмотическое преобразование энергии происходило естественным образом в неорганической глубоководной породе.

 

Команда использовала электрод для регистрации вольт-амперной характеристики образцов. Когда образцы подвергались воздействию высоких концентраций хлорида калия, проводимость была пропорциональна концентрации соли на поверхности нанопор. Но при более низких концентрациях проводимость была постоянной, а не пропорциональной и определялась локальным электрическим зарядом поверхности осадка. Этот управляемый зарядом ионный транспорт очень похож на потенциал-зависимые ионные каналы, наблюдаемые в живых клетках, таких как нейроны.

 

Проверяя образцы с химическими градиентами, которые существуют в глубоком океане, откуда они были извлечены, исследователи смогли показать, что нанопоры действуют как селективные ионные каналы. В местах, где карбонат прилип к поверхности, нанопоры пропускали положительные ионы натрия. Однако в нанопорах с кальцием, прилипшим к поверхности, поры пропускали только отрицательные ионы хлорида.

 

«Спонтанное образование ионных каналов, обнаруженное в глубоководных гидротермальных источниках, имеет прямые последствия для происхождения жизни на Земле и за ее пределами», — говорит Накамура. «В частности, наше исследование показывает, как осмотическое преобразование энергии, жизненно важная функция в современной жизни, может происходить абиотически в геологической среде».

 

Промышленные электростанции используют градиенты солености между морской и речной водой для выработки энергии, процесс, называемый сбором голубой энергии. По словам Накамуры, понимание того, как структура нанопор спонтанно генерируется в гидротермальных источниках, может помочь инженерам разработать более совершенные синтетические методы для выработки электроэнергии путем осмотического преобразования.

 
 

 
 
Николаева Мария Опубликовано в Наука   Теги Новости
Читайте также
Андрологи отыскали у мужчин аналог сексуальной «точки G» Андрологи отыскали у мужчин аналог сексуальной «точки G» Испанские андрологи провели детальное нейроанатомическое исследование тканей мужского полового члена. Оно показало, что на нижней стороне органа, в области уздечки, наблюдается максимальная плотность нервных окончаний. Данная область известна как френулярная…
Человеческие предки скрещивались с двумя отдельными «суперархаическими» видами Человеческие предки скрещивались с двумя отдельными «суперархаическими» видами Оказывается, мы можем быть на самом деле лишь на 80 процентов «человеческими», поскольку около пятой части нашей ДНК, по-видимому, была передана нам таинственным гоминидом, отделившимся от нашей собственной линии более…
Затопленные 7000-летние каменные сооружения у берега Франции были созданы людьми Затопленные 7000-летние каменные сооружения у берега Франции были созданы людьми Исследователи, проводившие погружения у побережья Западной Франции, считают, что обнаружили древнее, созданное человеком сооружение, возраст которого составляет около 7000 лет. Результаты исследования были опубликованы в International Journal of Nautical Archaeology.…
Интернет и СМИ
Главное за сутки
МО: за ночь над регионами России сбили 92 украинских БПЛА МО: за ночь над регионами России сбили 92 украинских БПЛА Силы ПВО за ночь сбили 92 украинских БПЛА над регионами России. Об этом сообщили в Минобороны РФ. В Ленинградской области пострадали три человека, двое из которых - дети, сообщил в…
Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 20 россиян, включая ребенка Мирошник: за неделю от ударов ВСУ погибли 20 россиян, включая ребенка Почти 140 жителей РФ, в том числе 3 детей, на неделе получили ранения при ударах со стороны Вооруженных сил Украины, 20 человек, включая ребенка, погибли. Об этом ТАСС сообщил посол…
ФСБ: в Белгородской области за шпионаж задержали агента спецслужб Украины ФСБ: в Белгородской области за шпионаж задержали агента спецслужб Украины Сотрудники ФСБ задержали в Белгородской области агента спецслужб Украины, передававшего данные о местах скопления военнослужащих для нанесения ракетно-бомбовых ударов. Об этом сообщили в Центре общественных связей (ЦОС) ФСБ России. "Федеральной…
Тема дня
Российская дипломатия смогла прорвать американскую блокаду Кубы Российская дипломатия смогла прорвать американскую блокаду Кубы

Россия делом доказала дружеские отношения с Кубой: танкер «Анатолий Колодкин» прорвал американскую б...

Фото
На Филиппинах обнаружен новый вид бегонии На Филиппинах обнаружен новый вид бегонии

Ученые обнаружили ранее неизвестный вид бегонии на юге Филиппин. Новое цветущее растение отличается ...

Опрос

Как долго продлится операция США против Ирана?

1-3 дня - 71.3%
Неделю - 3.3%
Месяц - 4.7%
Полгода - 2.5%
Год - 0.3%
Более года - 1.5%
Затрудняюсь ответить - 6.9%

Всего голосов:: 2608

 

Анекдот дня

Когда я рассказал племяннику одиннадцати лет, что в его годы мы с друзьями во время ледохода катались на льдинах, он спросил: "Дядя, ты что, в детстве совсем тупой был?".

И тут я чего-то решил про догонялки на деревьях, карбид в бутылках, прыжки со второго этажа стройки в сугроб и взрывание дихлофоса в костре не рассказывать...

Еще »

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.

Интересные материалы
МЫ ВКОНТАКТЕ

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)".