Исследование раскрывает потенциальное происхождение жизни в древних горячих источниках

В ходе исследования было обнаружено, что смешение водорода, бикарбоната и магнетита, богатого железом, в условиях, имитирующих мягкие гидротермальные источники, приводит к образованию различных органических молекул, включая жирные кислоты, длина которых может достигать 18 атомов углерода.

Эти результаты, опубликованные в журнале Communications Earth & Environment, потенциально демонстрируют, как некоторые важные молекулы, необходимые для возникновения жизни, могут быть синтезированы из неорганических химических веществ. Это имеет важное значение для понимания ключевого этапа в процессе формирования жизни на Земле миллиарды лет назад.

Их исследования могут предоставить достоверные данные о происхождении органических молекул, которые составляют древние клеточные мембраны. Возможно, эти молекулы были сформированы в результате ранних биохимических процессов на примитивной Земле.

Жирные кислоты – это длинные органические соединения, которые содержат участки, притягивающие и отталкивающие воду одновременно. Именно такие молекулы могли естественным образом образовывать клеточные отсеки в воде и, вероятно, были первыми строительными блоками клеточных мембран. Однако до сих пор не было ясно, каким образом эти жирные кислоты возникли на ранних стадиях жизни.

Одна из версий заключается в том, что они могли появиться в гидротермальных источниках, где горячая вода соединялась с жидкостями, богатыми водородом, поступающими из подводных источников, смешиваясь с морской водой, содержащей CO 2.

Группа провела эксперименты в своей лаборатории, воссоздавая основные химические условия, обнаруженные в древних океанах Земли, и смешивая горячую щелочную воду из определенных типов гидротермальных источников. Они выяснили, что при смешении горячих жидкостей, богатых водородом, с водой, содержащей углекислый газ, в присутствии минералов на основе железа, которые были распространены на ранней Земле, образуются молекулы, необходимые для образования мембран примитивных клеток.

Клеточные отсеки, которые играют важную роль в изоляции внутренней химии от внешней среды, занимают центральное место в зарождении жизни. Они стимулируют реакции, поддерживающие жизнь, путем концентрации химических веществ и обеспечения производства энергии. Исследования показали, что слияние водородных флюидов из щелочных гидротермальных источников с бикарбонатными водами на минералах на основе железа могло привести к образованию рудиментарных мембран ранних клеток в самом начале жизни.

В результате этого процесса возникло множество видов мембран, некоторые из которых могли быть основой для возникновения жизни. Кроме того, этот процесс мог способствовать образованию определенных кислот, обнаруженных в метеоритах. Исследование может стать первым шагом к пониманию происхождения жизни на Земле. В настоящее время ведутся дополнительные исследования, направленные на определение следующего ключевого этапа - как органические молекулы, присоединившиеся к минеральным поверхностям, могут отделиться и образовать клеточные отсеки, которые могут быть первыми протоклетками и впоследствии стать первыми живыми клетками.

Исследователи также предполагают, что аналогичные процессы создания мембран могут происходить в океанах под поверхностью ледяных лун нашей солнечной системы и в настоящее время. Это открывает возможность для альтернативного возникновения жизни на этих отдаленных планетах.

Источник: https://planet-today.ru