Американские ученые выдвинули новую версию происхождения жизни на Земле

Ученые доказали, что сложные молекулы на древней Земле могли образоваться без участия молний, а за счет электрических разрядов. Они, как показал эксперимент, образуются между каплями воды в брызгах прибоя, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Science Advances.

Вопрос о том, как миллиарды лет назад на безжизненной Земле возникли условия, способствовавшие появлению первых живых клеток, волнует человечество не одну сотню лет. Приблизиться к получению ответа на этот вопрос ученые пытались и при помощи теоретических расчетов и экспериментально.

Одним из известнейших опытов в этой области считается эксперимент Миллера-Юри, проведенный в 1953 году в Чикагском университете Гарольдом Юри и Стэнли Миллером. При помощи стеклянной колбы и трубок они воспроизвели атмосферу древней Земли, состоявшей, как считается, из водяного пара, водорода, метана и аммиака. С помощью электрических разрядов ученые имитировали молнии в атмосфере и по прошествии двух недель обнаружили в жидкости аминокислоты — основные структурные единицы белков. Позднее в усложненных экспериментах были получены сложные белки и жировые молекулы — липиды. Так ученые впервые экспериментально показали, что молнии в атмосфере древней Земли на протяжении миллионов лет могли способствовать появлению важных органических молекул в «первичном бульоне».

Критики этой теории утверждают, что молнии слишком редки, а океан слишком велик, чтобы этот механизм мог действительно сработать.

Ученые под руководством химика Ричарда Зэйра из Стенфордского университета решили выяснить, могут ли электрические разряды происходить в воде без участия молний — между отдельными каплями брызг и при всплесках волн. Эксперимент показал, что крупные капли чаще заряжаются положительно, а мелкие — отрицательно. А при их сближении между каплями проскакивают искры, которые Зэйр назвал микромолниями. Эти микроразряды ученые смогли сфотографировать при помощи высокоскоростной камеры, способной снимать быстрые процессы, невидимые человеческим глазом.

Ученые продемонстрировали, что эти микромолнии, несмотря на размеры, несут достаточную энергию — они направили поток капель на газовую смесь из азота, метана, угарного газа и аммиака. Анализ показал, что в этом процессе образуются такие органические молекулы с углерод-азотными связями, как синильная кислота, аминокислота глицин и урацил. Выяснилось, что эти реакции могут протекать примерно за 200 микросекунд.

«Электрические микроразряды между противоположно заряженными каплями воды создали все органические молекулы, наблюдавшиеся ранее в эксперименте Миллера-Юри, и мы предполагаем, что это новый механизм пребиотического синтеза молекул, который создавал строительные кирпичики жизни», — считает Зэйр.

Эксперимент продемонстрировал, что для образования сложных молекул участие молний в древней атмосфере не было необходимым — аминокислоты могли образовываться микроразрядами в волнах прибоя или в водопадах. «Я считаю, это снимает многие из проблем, возникающих с гипотезой Миллера-Юри», — подчеркнул Зэйр.