Как на самом деле появилась первая жизнь на Земле: новая теория ученых шокировала

Международная группа ученых представила революционную теорию «сначала гели», которая объясняет возникновение жизни на ранней Земле. Согласно исследованию, первые биомолекулы формировались не в воде, а внутри защитной липкой массы.

Об этом пишет sciencealert.

Как зародилась жизнь на Земле: новая теория

В новом научном исследовании международная группа ученых выдвинула предположение, что жизнь могла зародиться задолго до появления клеток — в комке липкого вещества, которое держалось на поверхности камня.

Авторы считают, что полутвердая гелеобразная матрица, похожая на бактериальные биопленки, которые сейчас можно увидеть на камнях, в водоемах или даже на нечищеных зубах, могла создать оптимальные условия для появления жизни — как на Земле, так и, вероятно, на других планетах.

Такая «желейная» гипотеза происхождения жизни довольно нетипична, ведь большинство теорий связывают первые органические процессы именно с водной средой, а не с гелем. В то же время эти традиционные подходы имеют сложности с объяснением, как простые молекулы, которые, вероятно, существовали в первобытных океанах Земли, смогли сформировать сложные структуры вроде РНК или ДНК без дополнительных условий.

Гелеобразная среда, по мнению исследователей, могла бы помочь решить сразу несколько таких проблем.

Теория о роли гелей в появлении жизни на Земле

«Хотя многие теории сосредоточены на функциях биомолекул и биополимеров, наша теория вместо этого учитывает роль гелей в происхождении жизни», — отмечает астробиолог из Университета Хиросимы Тони Цзя.

По словам ученого и его коллег, гель мог удерживать молекулы и организовывать их в достаточно стабильные структуры, чтобы преодолеть ключевые барьеры предбиотической химии.

Ранняя Земля была гораздо более суровой средой, чем сегодня: ее поверхности беспрепятственно достигало мощное ультрафиолетовое излучение, а температурные условия были экстремальными.

Исследователи предполагают, что предбиотические гели могли служить защитой для хрупких химических процессов жизни еще до появления клеток с мембранами.

Согласно этой теории, впервые предложенной в 2005 году и расширенной ныне, протоклетки не были начальным этапом возникновения жизни, а стали результатом химической упорядоченности, сформировавшейся в первоначальной липкой массе.

«Здесь мы излагаем подход „сначала гели“, который предполагает, что ранняя жизнь могла возникнуть в гелевых матрицах, прикрепленных к поверхностям. Такие предбиотические гели могли позволить примитивным химическим системам преодолеть ключевые барьеры предбиотической химии благодаря концентрации молекул, избирательному удержанию, повышению эффективности реакций и буферизации среды», — пишут исследователи.

Первые проявления метаболизма

Согласно гипотезе, именно в таких гелях могли появиться первые проявления метаболизма, когда вещества начали обмениваться электронами. Ультрафиолетовое излучение, вместе с видимым и инфракрасным светом, могло обеспечивать энергию для реакций внутри геля — подобно тому, как сейчас работает фотосинтез у растений.

Кроме того, гели способны концентрировать мономеры, в частности активированные нуклеотиды и аминокислоты, и избирательно взаимодействовать с различными химическими веществами.

Влажная, но не полностью жидкая среда гелевой матрицы способствует реакциям, которые соединяют мономеры в полимеры — сложные молекулы, подобные тем, что входят в состав живых организмов, — в отличие от процессов распада на более простые компоненты.

Эта гипотеза также расширяет подходы к поиску жизни за пределами Земли: в будущих космических миссиях объектом внимания могут быть не только конкретные химические вещества, но и гелеобразные структуры.

К слову, ученые из Института Карнеги с помощью искусственного интеллекта обнаружили химические следы жизнив породах возрастом 3,3 млрд лет, что отодвигает известные доказательства существования живых организмов на 1,6 млрд лет назад. Используя метод пиролиз-газовой хромато-масс-спектрометрии и машинное обучение, исследователи научились с точностью более 90% распознавать «молекулярные призраки» — деградированные биологические сигналы, сохранившиеся несмотря на миллиарды лет геологических изменений. В частности, удалось идентифицировать следы фотосинтеза в образцах возрастом 2,52 млрд лет, что на 800 млн лет раньше предидуших оценок.

"Интер" / © Associated Press Как правильно чистить ванну зимой / © Credits Принцесса Эстель "Тоттенхэм" – "Арсенал" / © Associated Press