Місце, де на Землі зародилося життя: знайдено ще одного претендента на це звання

Історія Землі налічує понад 4,5 мільярда років і за цей час вона встигла стати домівкою для неймовірної кількості живих організмів. Але де насправді вперше в історії планети з'явилося життя і як це сталося? Вчені все ще не можуть дійти до спільного знаменника в цьому питанні, пише IFLScience.

Більшість основних умов, необхідних для реплікації РНК, що, ймовірно, є ключовим етапом у зародженні життя, були створені в порах гірських порід на вулканічних островах незабаром після утворення нашої планети. Принаймні, такого висновку дійшли вчені в новому дослідженні. Це відкриття пропонує можливе пояснення одного з найбільш спірних і загадкових аспектів появи життя і може змінити курс реконструкції решти процесу.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Протягом довгих років учені продовжують цю суперечку, але все ж зупинилися на двох найімовірніших моделях. Одна припускає, що життя зародилося в невеликому теплому ставку з амінокислотами, ймовірно, отриманими з метеоритів. Друга віддає перевагу гідротермальним джерелам на морському дні, які рясніють енергією і поживними речовинами. По суті, ця суперечка надзвичайно важлива, оскільки несе в собі підказку про те, де нам слід зосередити свої пошуки позаземного життя.

У новому дослідженні, проведеному під керівництвом аспіранта Університету Людвіга-Максиміліана Філіпа Швінтека, вчені пропонують альтернативну модель. Команда дійшла висновку, що життя на Землі, ймовірно, могло зародитися в пористих породах на вулканічних островах.

У своїй роботі вчені зосередилися на пошуках циклу, який не вимагав би великих коливань температури. За словами Швінтека, вони досліджували простий і повсюдний геологічний сценарій, де рух води через породи осушувався газом, що просочувався через породу, щоб досягти поверхні.

Результати вказують, що така обстановка була б дуже поширена на вулканічних островах ранньої Землі, де були всі необхідні сухі умови для синтезу РНК. Під час дослідження вчені створили модель пори вулканічної породи, частково заповненої водою. Вода випаровувалася в точці, де вона зустрічалася з газом, який також частково розчинявся у воді, створюючи потоки в процесі.

Далі вчені додали крихітні намистини, щоб відстежувати рух води й використовували короткі фрагменти ДНК, які світилися для легкої видимості. Швінтек зазначає, що вони з командою очікували, що безперервне випаровування призведе до накопичення ланцюгів ДНК на кордоні. Вони дійсно виявили, що вода безперервно випаровувалася на кордоні, але нуклеїнові кислоти у водній поверхні накопичувалися поблизу кордону газ/вода. Результати вказують на те, що протягом години на кордоні з газом було сконцентровано в 30 разів більше ДНК, ніж в інших місцях системи.

Це вказує на те, що навіть на планеті з дефіцитом нуклеїнових кислот, вони могли б достатньо сконцентруватися поблизу кордонів газ/вода для реплікації. Ланцюги не могли б розділитися в цьому середовищі, але тепло — не єдине, що могло б змінити це. Автори стверджують, що втрата солі, по суті, зробила б те саме.

За словами старшого автора дослідження, професора Дітера Брауна, команда припустила, що круговий потік рідини на кордоні розділу, що забезпечується потоком газу, поряд із пасивною дифузією, призводитиме до розділення ниток, змушуючи нуклеїнові кислоти проходити через області з різною концентрацією солі. У результаті вченим вдалося підтвердити це за допомогою спектроскопії.

Протягом двох годин світіння стало яскравішим, що вказує на те, що реплікація відбувається, але це припинилося, коли обмін газом і водою було зупинено. Утім, автори визнають, що це не є доказом того, що життя на Землі зародилося саме таким чином, проте результати дають вектор для нових досліджень, спрямованих на пошук життя.

Раніше Фокус писав про те, що життя на планеті на початку свого шляху було різноманітнішим, ніж вважалося.