Ще до появи клітин: життя на Землі зародилося у вигляді липкої субстанції

Учені висунули несподіване припущення про те, як могло зародитися життя на Землі. За їхніми словами, ще до появи перших клітин воно могло виникнути всередині липкої субстанції, що прилипла до каменю, повідомляє Science Alert.

Міжнародна група вчених припускає, що, подібно до бактеріальних біоплівок, які сьогодні можна зустріти, наприклад, на каменях або поверхні ставків, гелева матриця могла бути чудовим місцем для зародження життя на Землі та, потенційно, інших планетах.

ВАС ЗАЦІКАВИТЬ

NASA зафіксувало "цеглинки життя", які викидає міжзоряна комета

Варто зазначити, що ідея про "желейне життя" дещо специфічна: більшість теорій походження життя розглядають першу органічну хімію у воді, а не в субстанції. Але ці теорії не можуть пояснити, як прості молекули, які, ймовірно, плавали в земних водах, могли перетворитися на щось настільки складне, як РНК (рибонуклеїнова кислота) або ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота), без будь-якої додаткової підтримки. Геолеподібне ж середовище могло б вирішити відразу кілька таких проблем.

"Тоді як багато теорій зосереджені на функціях біомолекул і біополімерів, наша теорія, навпаки, включає в себе роль гелів у зародженні життя", — заявив астробіолог з Університету Хіросіми Тоні Цзя.

За словами вчених, гелеве середовище здатне захоплювати й організовувати молекули в структури, досить стабільні для подолання деяких ключових бар'єрів у хімії до початку життя.

Рання Земля не була схожа на ту, яку ми знаємо сьогодні. Вона не була захищена озоновим шаром, тому інтенсивне ультрафіолетове випромінювання могло безперешкодно досягати поверхні, а температури були екстремальними.

Пребіотичні гелі ж могли забезпечити такий необхідний захист крихкої хімічної структури життя задовго до того, як з'явилися власне мембранні клітини. Уперше цю теорію висунули 2005 року, тепер же вчені розвинули її.

"Тут ми описуємо пребіотичну концепцію "гелю як першого елемента", яка передбачає, що раннє життя могло виникнути всередині гелевих матриць, прикріплених до поверхні. Такі пребіотичні гелі могли дозволити примітивним хімічним системам подолати ключові бар'єри пребіотичної хімії, забезпечивши концентрацію молекул, виборче утримання, ефективність реакцій і буферизацію довкілля", — заявили вчені.

За їхніми словами, в ранніх гелях могли виникнути перші ознаки метаболізму, коли хімічні речовини обмінювалися електронами. Поряд із видимим та інфрачервоним світлом, ультрафіолетове світло, що проникає в гель, могло забезпечувати додаткову енергію для хімічних реакцій усередині, подібно до того, як це відбувається в сучасних рослинах під час фотосинтезу.

Як додають дослідники, гелі здатні концентрувати мономери, як-от активовані нуклеотиди й амінокислоти, і в них є така структура, що вибірково утримує та взаємодіє з певними хімічними речовинами, не зачіпаючи інші.

Вологе, але не зовсім мокре середовище всередині гелевої матриці сприяє реакціям, що можуть пов'язувати мономери разом, утворюючи полімери — складні молекули, подібні до тих, що містяться в організмі людей, — на відміну від реакцій гідролізу, під час яких хімічні речовини розпадаються на більш дрібні частини.

Раніше вчені провели експеримент, який показав, яким чином РНК могла з'явитися на ранній Землі. За словами дослідників, одна з найважливіших молекул життя була більш поширена в ранньому Всесвіті, ніж вважалося до цього.