Еще до появления клеток: жизнь на Земле зародилась в виде липкой субстанции

Ученые выдвинули неожиданное предположение о том, как могла зародиться жизнь на Земле. По их словам, еще до появления первых клеток она могла возникнуть внутри липкой субстанции, прилипшей к камню, сообщает Science Alert.

Международная группа ученых предполагает, что, подобно бактериальным биопленкам, которые сегодня можно встретить, например, на камнях или поверхности прудов, гелевая матрица могла быть отличным местом для зарождения жизни на Земле и, потенциально, других планетах.

ВАС ЗАИНТЕРЕСУЕТ

NASA зафиксировало «кирпичики жизни», которые выбрасывает межзвездная комета

Стоит отметить, что идея о «желейной жизни» несколько специфична: большинство теорий происхождения жизни рассматривают первую органическую химию в воде, а не в субстанции. Но эти теории не могут объяснить как простые молекулы, которые, вероятно, плавали в земных водах, могли превратиться в нечто столь сложное, как РНК (рибонуклеиновая кислота) или ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), без какой-либо дополнительной поддержки. Геолеобразная же среда могла бы решить сразу несколько таких проблем.

«В то время как многие теории сосредоточены на функциях биомолекул и биополимеров, наша теория, напротив, включает в себя роль гелей в зарождении жизни», — заявил астробиолог из Университета Хиросимы Тони Цзя.

По словам ученых, елевая среда способна захватывать и организовывать молекулы в структуры, достаточно стабильные для преодоления некоторых ключевых барьеров в химии до начала жизни.

Ранняя Земля не была похожа на ту, которую мы знаем сегодня. Она не была защищена озоновым слоем, поэтому интенсивное ультрафиолетовое излучение могло беспрепятственно достигать поверхности, а температуры были экстремальными.

Пребиотические гели же могли обеспечить столь необходимую защиту хрупкой химической структуры жизни задолго до того, как появились собственно мембранные клетки. Впервые эту теорию выдвинули в 2005 году, теперь же ученые развили ее.

«Здесь мы описываем пребиотическую концепцию «геля как первого элемента», которая предполагает, что ранняя жизнь могла возникнуть внутри гелевых матриц, прикрепленных к поверхности. Такие пребиотические гели могли позволить примитивным химическим системам преодолеть ключевые барьеры пребиотической химии, обеспечив концентрацию молекул, избирательное удержание, эффективность реакций и буферизацию окружающей среды», — заявили ученые.

По их словам, в ранних гелях могли возникнуть первые признаки метаболизма, когда химические вещества обменивались электронами. Наряду с видимым и инфракрасным светом, ультрафиолетовый свет, проникающий в гель, мог обеспечивать дополнительную энергию для химических реакций внутри, подобно тому, как это происходит в современных растениях при фотосинтезе.

Как добавляют исследователи, гели способны концентрировать мономеры, такие как активированные нуклеотиды и аминокислоты, и у них такая ​​структуру, которая избирательно удерживает и взаимодействует с определенными химическими веществами, не затрагивая другие.

Влажная, но не совсем мокрая среда внутри гелевой матрицы способствует реакциям, которые могут связывать мономеры вместе, образуя полимеры — сложные молекулы, подобные тем, что содержатся в организме людей, — в отличие от реакций гидролиза, при которых химические вещества распадаются на более мелкие части.

Ранее ученые провели эксперимент, который показал, каким образом РНК могла появиться на ранней Земле. По словам исследователей, одна из важнейших молекул жизни была более распространена в ранней Вселенной, чем считалось до этого.