Как именно молекулы неживой природы дали начало жизни – одна из самых сложных научных загадок. Ученые из Калифорнии обнаружили новый комплекс химических реакций, благодаря которым всего из четырех ингредиентов первичного бульона могли возникнуть основные строительные элементы жизни - аминокислоты и предшественник нуклеотидов, составляющих ДНК и РНК.
>> У нас есть телеграм-канал Хайтек+. Подписка дает возможность видеть все анонсы самых интересных научных и техно-новостей.
Считается, что первые формы жизни возникли на Земле миллиарды лет назад, из богатой питательными веществами смеси первичного бульона. По сути, молекулы внутри этого супа начали взаимодействовать друг с другом благодаря дополнительной энергии – например, разрядов молний или подводных гидротермальных источников – пока не сформировали основные органические соединения, а затем и аминокислоты, которые объединились в пептиды и белки. В конце концов, возникли живые клетки.
Конечно, это весьма упрощенная трактовка, и толком неясно, что за химические реакции происходили в ходе этих процессов. Ученые пытаются ответить на этот вопрос, предлагая свои рецепты первичного бульона, в состав которых входили распространенные в то время компоненты, и подвергая их воздействию различных условий. В новом исследовании специалисты из Института Скриппс приготовили свой вариант бульона и обнаружили новый комплекс химических реакций при помощи относительно простых ингредиентов, которые были распространены на Земле в ранний период ее развития. Смешав цианид, аммиак, углекислый газ и альфа-кетокислоты, ученые наблюдали, как в этом бульоне начали возникать аминокислоты.
Каждый из четырех ингредиентов играет свою роль. Альфа-кетокислоты – предшественники того, из чего современные клетки производят аминокислоты. Аммиак – источник азота, который необходим для процесса конверсии. Цианид обеспечивает реакцию, а углекислый газ ускоряет процесс, рассказывает New Atlas.
«Мы ожидали столкнуться со значительными сложностями, но все оказалось даже проще, чем мы представляли, - сказал Раманараянан Кришнамурти, ведущий исследователь. – Если смешать только кетокислоты, цианид и аммиак, ничего не происходит. Как только добавляешь двуокись углерода, даже ничтожное количество, реакция набирает скорость».
По словам ученых, этот процесс фактически повторяет фомирование аминокислот в живых клетках, за исключением того, что вместо ферментов, которых не было в первичном бульоне, выступает цианид. Эта простота и схожесть с современными биологическими процессами свидетельствуют, что данный вариант бульона более вероятен, чем другие гипотезы.
Более того, в качестве побочного продукта получается оротат, предшественник нуклеотидов, составляющих ДНК и РНК. То есть, таким образом мог возникнуть целый ряд ингредиентов жизни.
Ученые из Фонда прикладной молекулярной эволюции (США) объявили о том, что рибонуклеиновая кислота, которая, вероятнее всего, была первым генетическим материалом на Земле, может спонтанно формироваться на застывшей базальтовой лаве. Такое вулканическое стекло в изобилии можно было встретить на поверхности нашей планеты 4,35 млрд лет назад. Похожие базальтовые отложения сохранились и на Марсе.
***
Хайтек+ уже много месяцев входит в 30-ку лучших каналов Дзена. Подписывайтесь и рекомендуйте нас друзьям.