Вот как ингредиенты жизни «приготовлялись» на ранней Земле

Однако из нашего собственного опыта мы знаем, что этим основным биологическим «кирпичикам» нелегко превратиться в подлинных живых существ. По крайней мере, не везде.

Теперь, благодаря экспериментам группы исследователей из Мюнхенского университета, мы знаем, что тепло, проходящее через трещины в горных породах, например, в вулканах или геотермальных системах, способно фильтровать и очищать молекулы, важные для химического происхождения. жизнь. Исследование, опубликованное в ‘Природа’наконец, предлагает объяснение того, как эти первые основные компоненты могли образоваться из исходных сложных химических смесей.

Фильтрация важного

Образование биополимеров и их компонентов стало важной вехой в истории возникновения жизни на ранней Земле. Однако механизмы, которые сделали это возможным, оказалось невозможным воспроизвести в лаборатории. Фактически, большое количество побочных продуктов и отходов, образующихся в результате этих сложных реакций, часто делает небольшое количество действительно полезных строительных блоков ненужным. Более того, ни один из этих слишком специфических экспериментов не смог одновременно изолировать широкий спектр молекул. Иными словами, до сих пор никому не удалось разработать по-настоящему эффективный метод очистки, способный объяснить, как возникли биохимические основы жизни.

Этого Кристоф Маст и его коллеги только что достигли, используя серию небольших камер в форме вулкана с крошечными трещинами (всего 170 нанометров), чтобы отделить более 50 молекул, имеющих отношение к пребиотической жизни, от сложных смесей аминокислот, азотистых оснований, нуклеотидов и другие соединения. Подобные обширные сети трещин можно найти в земной коре, и считается, что на Земле их было в изобилии до того, как появилась жизнь. Согласно исследованию, именно так вновь образовавшийся «суп» из химических компонентов Земли фильтровался и очищался благодаря теплу этих трещин, что позволило выделить и обогатить специфические молекулы, необходимые для «запуска» механизма. жизни.

Результаты этих экспериментов показывают, что даже умеренной разницы температур было бы достаточно, чтобы разделить и очистить несколько типов молекул пребиотиков, в том числе 2-аминозолы и аминокислоты, увеличив их концентрации в десять и три порядка соответственно.

Исследователи обнаружили, что эти соотношения концентраций можно дополнительно улучшить за счет увеличения размера сети трещин, и это оказалось успешным при применении широкого диапазона температур, растворителей и различных значений pH. Масту и его команде также удалось продемонстрировать, что условия, примененные в их экспериментах, способствуют соединению двух молекул глицина, отправной точки в синтезе пептидов, с помощью образования концентраций, в пять раз превышающих концентрацию смеси. исходный.

Таким образом, успех примененного метода не оставляет сомнений и позволяет предположить, что естественные геотермальные тепловые потоки могли вызвать такое молекулярное разделение на ранней Земле. Отныне у ученых наконец-то появился эффективный метод получения и более детального изучения соединений, необходимых для возникновения жизни.