Молекулы веществ, необходимых для зарождения жизни, могли образоваться в результате химических реакций, вызванных метеоритными и вулканическими частицами примерно 4,4 миллиарда лет назад, утверждает группа исследователей во главе с профессором Оливером Траппом из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана.
Не секрет, что абиогенезу (превращению неживых органических молекул в живые) должно предшествовать формирование первичных органических молекул, которые являются основными кирпичиками любого живого существа. И судя по имеющимся данным процесс этот был не так долог.
“Появление стабильной континентальной коры и жидкой воды на Земле 4,4 миллиарда лет назад и самые ранние признаки биогенного изотопа углерода, появившиеся 3,8-4,1 миллиарда лет назад, позволяют предположить, что жизнь возникла всего через 400-700 миллионов лет после образования Земли”.
“Этот относительно короткий промежуток времени указывает на то, что большая часть органических предшественников уже сформировалась на Земле еще 4,4 миллиарда лет назад”. Сказали профессор Трапп и его коллеги.
Прошлые исследования предполагали, что предшественники органических молекул — углеводороды, альдегиды и спирты — могли быть доставлены астероидами и кометами или образоваться в результате реакций в атмосфере и океанах ранней Земли. Эти реакции могли быть вызваны энергией молнии, вулканической активностью или ударами. Однако недостаток данных привел к тому, что неясно, каков был преобладающий механизм.
Так же ранее рассматривался синтез первичной органики в атмосфере и океане посредством каталитических процессов или процессов с большим количеством энергии (молния, вулканическая энергия, ударные волны).
Авторами исследования выдвинуто предположение, что основой для формирования первичной органики стали богатые железом частички метеоритов и вулканический пепел. По мнению Траппа и его команды именно они в зависимости от атмосферных и климатических условий, вероятно, присутствующих на ранней земле, способствовали преобразованию углекислого газа в углеводороды, альдегиды и спирты. При этом обнаружено, что условия для синтеза вышеперечисленных веществ существенно разняться: так, для формирования углеводородов необходима температура около 300 °C, а вот для последних двух она должна быть значительно ниже.
В связи с этим, предполагается, что формировались эти неотъемлемые кирпичики жизни не единомоментно. Первоначально на планете были синтезированы углеводороды и лишь позднее, по мере охлаждения планеты, значительно увеличивалось количество спиртов и альдегидов, которые в последствии могли принять участие в формировании углеводов, липидов, сахаров, аминокислот, а следом за ними ДНК и РНК
Рассчитав скорость реакций, и используя данные предыдущих исследований условий ранней Земли, учёные подсчитали, что предложенный ими механизм мог бы синтезировать до 600 000 тонн органических прекурсоров в год по всей Земле.
Таким образом, не последнюю роль в возникновении жизни на Земле сыграли богатые железом метеориты, попадавшие на нашу планету во времена самого её зарождения.
Источники информации
- S. Peters et al. 2023. Synthesis of prebiotic organics from CO2 by catalysis with meteoritic and volcanic particles. Sci Rep 13, 6843; doi: 10.1038/s41598-023-33741-8
Автор статьи: Viggo Jackson
