Установлено, как на Земле могла зародиться первая жизнь из неживых субстанций

Немецкие ученые обнаружили соли, которые могли быть предшественниками первых биомолекул на нашей планете.

По данным исследователей, самовоспроизводящиеся микроорганизмы могли возникнуть на основе уникальной смеси солей и тепла от масштабных вулканических извержений, передает Час Пик со ссылкой на зарубежные СМИ.

Самовоспроизведение - ключевая часть гипотезы "мира РНК" : идея о том, что рибонуклеиновые кислоты (РНК) могут как хранить биологическую информацию, так и выполнять необходимое складывание структуры, чтобы живые организмы могли расти и развиваться.

В этом случае ученые рассмотрели смесь магния и натрия, какой она могла быть на Земле в первые годы ее существования: для складывания РНК необходима относительно высокая концентрация двухзарядных ионов магния и более низкая концентрация однозарядного натрия.

Возникает вопрос, какие среды на ранней Земле могли обеспечить подходящие солевые условия для таких пребиотических процессов. Одним из геологически вероятных процессов, приводящих к образованию соленой среды, является выщелачивание солей из базальта, заявляют ученые.

Исследователи синтезировали базальтовое стекло, которое естественным образом встречается на Земле при быстром охлаждении расплавленного базальта (например, при контакте с океанской водой). Анализ количества магния и натрия, извлеченного из стекла, при различных температурах и с различными размерами включений всегда показывал значительно больше натрия, чем магния. Более того, уровни магния всегда были значительно ниже, чем необходимо для правильного функционирования пребиотической РНК. Исследователи обнаружили, что недостающей частью этого процесса были конвективные потоки тепла.

"Эта ситуация значительно изменилась, когда были добавлены тепловые потоки, которые, скорее всего, присутствовали из-за высокого уровня геологической активности, ожидаемой в пребиотической среде, -  говорит биофизик Кристоф Маст из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана в Германии. - Мы показали, что сочетание базальтовых пород и простых конвекционных потоков может привести к оптимальному соотношению между ионами Mg и Na в естественных условиях".

Температурные градиенты в узких трещинах и порах базальтового стекла создают конвективные потоки, необходимые для оптимизации солей, а также перемещают больше ионов против тока, создавая так называемый термофорез.

Исследование показывает, что вместе конвекция и термофорез увеличивают количество ионов магния в смеси, создавая условия, при которых может возникать самовоспроизводящаяся РНК. Подобные химические реакции могли происходить на Земле 4 миллиарда лет назад.

Читайте еще: Исследователи выяснили, кто хуже всех переносит вакцинацию от коронавируса: молодым женщинам не повезло