Минеральные наночастицы могли стать «искрой жизни» на ранней Земле

Китайский ученый предложил новую гипотезу происхождения жизни, которая может связать разрозненные этапы химической эволюции в единую картину. Согласно его модели, ключевую роль в превращении неживой материи в первые биологические молекулы сыграли минеральные наночастицы с ферментоподобными свойствами — так называемые «нанозимы».

Вопрос о том, как на Земле появилась жизнь, остается одной из главных нерешенных научных загадок. Существует множество гипотез — от «первичного бульона» до теорий о занесении жизни из космоса, — однако ни одна из них пока не смогла полностью объяснить путь от простых химических соединений к живым организмам. Профессор Шэньчжэньского университета Юндун Цзинь предложил новый подход, получивший название «гипотеза нанозимов».

Нанозимами называют наночастицы, способные выполнять функции, похожие на работу ферментов — биологических катализаторов, ускоряющих химические реакции. На сегодняшний день такие частицы активно изучаются в медицине и биотехнологиях, но Цзинь предположил, что их аналоги могли существовать на ранней Земле задолго до появления жизни.

Как это могло работать

Согласно новой модели, на ранней Земле существовали природные минеральные нанозимы, состоящие из металлов, оксидов металлов и сульфидов. Они могли использовать энергию солнечного света, тепла и электрических разрядов для превращения простых газов первичной атмосферы — таких как углекислый газ, азот, метан и аммиак — в более сложные органические соединения. Автор предполагает, что этот процесс напоминал своеобразный вариант «неорганического фотосинтеза».

Минеральные наночастицы не только ускоряли химические реакции, но и выполняли несколько ключевых функций. Во-первых, они защищали образующиеся молекулы от ультрафиолетового излучения, которое на ранней Земле было интенсивным. Во-вторых, они концентрировали реагенты на своей поверхности, создавая локальные зоны высокой плотности, где реакции могли протекать гораздо эффективнее, чем в свободном растворе. В-третьих, нанозимы могли участвовать в отборе наиболее устойчивых химических структур, постепенно направляя химическую эволюцию в сторону более сложных молекул.

По мнению исследователя, именно такие процессы могли постепенно привести к появлению первых молекул, способных хранить и воспроизводить информацию — одного из важнейших признаков жизни. Нанозимы могли выступать в роли «репликаторов», помогая собирать из простых строительных блоков полимеры, такие как РНК или её предшественники, и даже защищать их от разрушения.

Что это меняет

Юндун Цзинь подчеркнул, что его работа не отменяет существующие теории происхождения жизни, а предлагает объединяющую концепцию, которая может помочь связать отдельные этапы химической эволюции в единую картину. Например, гипотеза нанозимов может объяснить, как простые органические молекулы могли накапливаться и усложняться в условиях, которые раньше считались неблагоприятными для этого. В отличие от других теорий, она предлагает конкретный физико-химический механизм, который мог действовать в широком диапазоне условий — от горячих источников до поверхности минералов.

Однако пока гипотеза остается теоретической и требует экспериментальной проверки. Учёному предстоит показать, что минеральные наночастицы действительно способны катализировать реакции, ведущие к образованию сложных органических молекул, и что такие процессы могли происходить в условиях ранней Земли. Если гипотеза подтвердится, она может стать важным шагом к пониманию того, как из простых химических соединений возникла жизнь, — и, возможно, поможет определить, где ещё во Вселенной могли бы существовать такие же условия.