|
Подводя черту под происхождением жизни
|
|
|
|
Ученые из Кембриджского университета предполагают, что молекулы, жизненно важные для развития жизни, могли образоваться в результате процесса, известного как графитизация. После проверки в лаборатории это может позволить нам попытаться воссоздать правдоподобные условия для возникновения жизни. Как туда попали химические вещества, необходимые для жизни? Долгое время велись споры о том, как в природе возникли, казалось бы, случайные условия для жизни, и многие гипотезы заходили в тупик. Однако исследователи из Кембриджского университета теперь смоделировали, как эти условия могли бы возникнуть, производя необходимые ингредиенты для жизни в значительных количествах. Жизнью управляют молекулы, называемые белками, фосфолипидами и нуклеотидами. Предыдущие исследования показали, что полезные молекулы, содержащие азот, такие как нитрилы — цианоацетилен (HC3N) и цианистый водород (HCN), а также изонитрилы — изоцианид (HNC) и метилизоцианид (CH3NC), могут быть использованы для создания этих строительных блоков жизни. Однако до сих пор не было четкого способа производить все это в одних и тех же условиях в значительных количествах.
|
|
|
|
В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Life, группа ученых обнаружила, что с помощью процесса, известного как графитизация, теоретически можно получить значительное количество этих полезных молекул. Если модель может быть подтверждена экспериментально, это говорит о том, что этот процесс, вероятно, был первым шагом на пути к зарождению жизни на ранней Земле. Большая часть проблем, связанных с предыдущими моделями, заключается в том, что наряду с нитрилами образуется целый ряд других продуктов. Это создает беспорядочную систему, которая препятствует зарождению жизни. "Большая часть жизни - это простота", - сказал доктор Пол Риммер, доцент кафедры экспериментальной астрофизики Кавендишской лаборатории и соавтор исследования. "Это порядок. Мы пытаемся найти способ избавиться от некоторых сложностей, контролируя химический процесс".
|
|
|
Мы не ожидаем, что жизнь будет зарождаться в беспорядочной среде. Итак, что интересно, так это то, как графитизация сама по себе очищает окружающую среду, поскольку в процессе образуются исключительно эти нитрилы и изонитрилы с в основном инертными побочными продуктами. "Сначала мы думали, что это все испортит, но на самом деле все становится намного лучше. Это очищает химический состав", - сказал Риммер. Это означает, что графитизация может обеспечить простоту, к которой стремятся ученые, и чистую окружающую среду, необходимую для жизни. Эон Хадея был самым ранним периодом в истории Земли, когда она сильно отличалась от нашей современной. Столкновения с обломками, иногда размером с планету, не были чем-то неслыханным. Согласно теории исследования, около 4,3 миллиарда лет назад, когда ранняя Земля столкнулась с объектом размером примерно с Луну, содержащееся в ней железо вступило в реакцию с водой на Земле. "Что-то размером с Луну столкнулось с ранней Землей, и на ней должно было отложиться большое количество железа и других металлов", - сказал соавтор исследования доктор Оливер Шорттл, профессор естественной философии Института астрономии и факультета наук о Земле в Кембридже.
|
|
|
|
Продукты реакции железо-вода конденсируются на поверхности Земли в смолу. Затем смола вступает в реакцию с магмой при температуре более 1500°C, и углерод, содержащийся в смоле, превращается в графит — высокостабильную форму углерода, которую мы используем в современных карандашных грифелях. "Когда железо вступает в реакцию с водой, образуется туман, который конденсируется и смешивается с земной корой. При нагревании остаются полезные азотсодержащие соединения", - сказал Шорттл. Доказательства, подтверждающие эту теорию, частично связаны с присутствием коматиитовых пород. Коматиит - это тип вулканической породы, которая образуется при остывании очень горячей магмы (>1500°C). "Первоначально коматиит был найден в Южной Африке. Возраст этих пород составляет около 3,5 миллиардов лет", - сказал Шорттл. "Важно отметить, что мы знаем, что эти породы образуются только при очень высоких температурах, около 1700°C. Это означает, что магма уже была достаточно горячей, чтобы разогреть смолу и создать наши полезные нитрилы".
|
|
|
|
Поскольку связь подтверждена, авторы предполагают, что азотсодержащие соединения могли быть получены с помощью этого метода — поскольку мы видим коматиит, мы знаем, что температура магмы на ранней Земле иногда должна была превышать 1500°C. Теперь экспериментаторы должны попытаться воссоздать эти условия в лаборатории и изучить, поглощает ли вода, которая неизбежно находится в системе, азотистые соединения, расщепляя их на части. "Хотя мы не знаем наверняка, что эти молекулы положили начало жизни на Земле, мы знаем, что строительные блоки жизни должны быть сделаны из молекул, которые выжили в воде", - сказал Риммер. "Если будущие эксперименты покажут, что все нитрилы распадаются, тогда нам придется искать другой способ".
|
|
|
|
Источник
|
