|
Микроосвещение вызвало появление жизни на Земле
|
|
|
|
Жизнь, возможно, началась не с сильного удара молнии в океан, а с множества мелких "микроосвещений", возникающих между каплями воды при падении водопадов или разбивающихся волн. Новое исследование, проведенное Стэнфордским университетом, показывает, что вода, распыляемая в смеси газов, которые, как считается, присутствовали в ранней атмосфере Земли, может привести к образованию органических молекул с углерод-азотными связями, включая урацил, один из компонентов ДНК и РНК.
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, добавляет доказательств — и под новым углом зрения — к широко обсуждаемой гипотезе Миллера-Юри, которая утверждает, что жизнь на планете зародилась в результате удара молнии. Эта теория основана на эксперименте 1952 года, показавшем, что органические соединения могут образовываться при воздействии электричества на смесь воды и неорганических газов.
|
|
|
|
В ходе текущего исследования ученые обнаружили, что водяные брызги, которые создают небольшие электрические разряды, могут выполнять эту работу сами по себе, без необходимости в дополнительном электричестве.
|
|
|
|
"Микроэлектрические разряды между противоположно заряженными микрокаплями воды образуют все органические молекулы, которые ранее наблюдались в эксперименте Миллера-Юри, и мы предполагаем, что это новый механизм пребиотического синтеза молекул, составляющих строительные блоки жизни", - сказал старший автор Ричард Заре, профессор естественных наук Маргерит Блейк Уилбур. и профессор химии в Стэнфордской школе гуманитарных и естественных наук.
|
|
|
|
|
|
|
Сила и потенциал микролайтинга
|
|
|
|
Считается, что в течение пары миллиардов лет после своего образования на Земле существовал водоворот химических веществ, но почти не было органических молекул со связями углерод-азот, которые необходимы для белков, ферментов, нуклеиновых кислот, хлорофилла и других соединений, из которых сегодня состоят живые организмы.
|
|
|
|
То, как возникли эти биологические компоненты, долгое время озадачивало ученых, и эксперимент Миллера-Юри дал одно из возможных объяснений: эти органические молекулы могли образовываться при ударе молнии в океан и взаимодействии с газами ранней планеты, такими как метан, аммиак и водород.
|
|
|
|
Критики этой теории указывали, что молнии случаются слишком редко, а океан слишком велик и рассредоточен, чтобы это могло быть реальной причиной.
|
|
|
|
Заре вместе с учеными-докторантами Ифанем Мэном и Юй Ся, а также аспирантом Цзиньхэн Сюй предлагают другую возможность для этого исследования. Сначала команда исследовала, как капли воды приобретают разный заряд при разделении брызгами.
|
|
|
|
Они обнаружили, что крупные капли часто несут положительный заряд, в то время как мелкие - отрицательный. Когда противоположно заряженные капли приближались друг к другу, между ними проскакивали искры. Заре называет это "микроосвещением", поскольку этот процесс связан с тем, как энергия накапливается и разряжается в виде молний в облаках. Исследователи использовали высокоскоростные камеры для документирования вспышек света, которые трудно обнаружить человеческим глазом.
|
|
|
|
Несмотря на то, что крошечные вспышки микроблесков может быть трудно увидеть, они все равно несут в себе много энергии. Исследователи продемонстрировали эту способность, направив струи воды комнатной температуры в газовую смесь, содержащую азот, метан, углекислый газ и аммиак, которые, как считается, присутствовали на ранней Земле.
|
|
|
|
Это привело к образованию органических молекул с углерод-азотными связями, включая цианистый водород, аминокислоту глицин и урацил.
|
|
|
|
Исследователи утверждают, что эти находки указывают на то, что жизнь на этой планете зародилась не обязательно из-за ударов молний, а из-за крошечных искр, вызванных разбивающимися волнами или водопадами.
|
|
|
|
"На ранней Земле повсюду были водяные брызги — в расщелинах или на камнях, и они могли накапливаться и вызывать химическую реакцию", - сказал Заре. "Я думаю, что это устраняет многие проблемы, с которыми люди сталкиваются в связи с гипотезой Миллера-Юри".
|
|
|
|
Исследовательская группа Zare сосредоточена на изучении потенциальной силы небольших частиц воды, в том числе на том, как водяной пар может способствовать образованию аммиака, ключевого ингредиента удобрений, и как капли воды самопроизвольно образуют перекись водорода.
|
|
|
|
"Мы обычно думаем о воде как о чем-то безвредном, но когда она разделяется на маленькие капельки, вода становится очень реактивной", - сказал он.
|
|
|
|
Источник
|
