|
Ил дал начало жизни во всей Вселенной
|
|
|
|
Мысль о формах жизни, возникающих из первобытного ила, жила в человеческом воображении с незапамятных времен. От цифровых изображений до компьютерного моделирования и образцов горных пород возрастом в миллиарды лет (в некоторых из них еще сохранились микробы) - механизмы, стоящие за зарождением жизни на Земле, привлекали наше внимание с тех пор, как мы осознали, насколько древняя наша планета. Теперь новая точка зрения предполагает, что пребиотические молекулы, возможно, собрались вместе, чтобы сформировать жизнь внутри буквально комочков ила.
|
|
|
|
Большинство гипотез о нашем происхождении сосредоточены на простейших этапах реакций, необходимых для образования основных молекул жизни. Однако проблема подобных редукционистских подходов заключается в том, что они могут чрезмерно упростить чрезвычайно сложные процессы, которые привели к абиогенезу. В качестве альтернативы исследователи иногда пытаются выяснить, что произошло, с помощью системной химии, которая включает в себя теоретическое изучение того, как химические компоненты взаимодействовали и создавали новые свойства, которые в конечном итоге привели к образованию протоклеток. Этот подход все еще несовершенен, поскольку автоматически предполагает, что конечный результат максимально приближен к клетке с мембраной, но он может быть весьма показательным.
|
|
|
|
Но то, что клетка является основной единицей жизни на Земле, не обязательно означает, что это единственный возможный контейнер, в котором могут развиваться биологические процессы. Предположение о том, что для жизни необходима клетка, не учитывает, насколько сложно создать такую клетку в первую очередь. Теперь группа исследователей под руководством Тони З. Цзя из Университета Хиросимы в Японии и Кухан Чандру из Национального университета Малайзии, которые специализируются на химии пребиотиков, выдвинули гипотезу, что предшественники жизни появились в пребиотических гелях. Их теория устанавливает связь между биологическими и химическими элементами, которые, как считается, способствовали появлению первых организмов на Земле.
|
|
|
|
|
|
|
“Под ‘пребиотическим гелем” мы понимаем любой мягкий структурированный материал, сформированный из вероятных пребиотических соединений, который создает полутвердую матрицу, способную поддерживать локализованные и интегрированные химические взаимодействия", - написала команда в исследовании, недавно опубликованном в журнале ChemSystemsChem.
|
|
|
|
Подобно биопленкам — сложным микробным сообществам, защищенным внутри полимера, выделяемого микробами, — предлагаемые гели могли бы стать основой для жизни, которая предлагала бы несколько возможностей для эволюции, а не один линейный путь, в зависимости от условий окружающей среды. Эти гели были не просто платформой для формирования живых организмов, они, возможно, также поддерживали химические взаимодействия и функции, необходимые для жизни, прежде чем она действительно возникла. Как и биопленки, гели, вероятно, вели себя как многоклеточные организмы и, вероятно, могли образовываться везде, где была вода.
|
|
|
|
В биопленках слизь, которая помогает бактериальным сообществам прилипать к поверхностям и оставаться стабильными, состоит из белков, липидов, целлюлозы, сахаров и внеклеточной ДНК (генетического материала, не содержащегося в клетках). Если бы эти пребиотические гели действительно действовали таким же образом, они обеспечили бы множество преимуществ для ранних микробов. Совместное использование ресурсов, например, означает снижение метаболических потребностей каждого отдельного организма. В отличие от свободноживущих микробов, которым необходимо сжигать больше энергии в результате стрессовых реакций и передвижения, что отрицательно сказывается на размножении и выживании, у живых форм в биопленках перераспределяются метаболические функции, что позволяет экономить энергию. Полимеры в составе биопленки также защищают от радиации (которая была более интенсивной, когда Земля была моложе), высыхания, токсинов и других угроз для микробов.
|
|
|
|
Команда исследователей предполагает, что протоклетки могли образоваться в пребиотических гелях двумя способами. Первый — это разделение фаз - эффективный биологический процесс, который не требует много энергии и протекает быстро. В пребиотических гелях это могло произойти за счет отделения водного раствора от более плотной жидкости, насыщенной молекулами, что потенциально могло привести к возникновению жизни путем сборки предшественников протоклеток.
|
|
|
|
Другой способ - прямое формирование в гелевой матрице. Это могло произойти, если бы молекулы внутри геля организовались в отдельные группы, создав то, что исследователи называют протопленками. В этих протопленках сформировавшиеся протоклетки были бы способны усваивать питательные вещества и размножаться самостоятельно.
|
|
|
|
Земные биопленки — и гипотезы о том, как из них могла возникнуть жизнь на Земле, или что—то подобное - также могут помочь нам в поиске жизни за пределами нашей планеты. В то время как ожидания о том, что может быть там, снаружи, обычно определяются жизнью в том виде, в каком мы ее знаем, жизнь на других планетах и спутниках может принимать совершенно иные формы. Если древнейшая жизнь на Земле эволюционировала в иной среде, чем предполагалось ранее, нам, возможно, придется переосмыслить наш подход к астробиологии в будущем.
|
|
|
|
“Этот ориентированный на землю фокус по своей сути ограничивает нашу способность обнаруживать действительно инопланетные структуры, похожие на биопленку, или ”ксеоновые пленки", если они существуют", - говорят исследователи. “Такие xeon-пленки могли бы содержать фундаментально (или даже частично) отличающиеся строительные блоки [...], сформированные уникальными планетарными химическими процессами и эволюционными историями”.
|
|
|
|
Источник
|
