Гидротермальные источники дали жизнь всему живому на Земле

Здесь есть все ингредиенты того «примордиального бульона», в котором, как считается, могла некогда зародиться земная жизнь. Ученые осторожно исследуют образцы воды, наглухо запертые в камне еще 1,5 млрд лет назад и мало изменившиеся с тех пор, – и делают все новые удивительные находки, включая сложную органику, образовавшуюся без участия живых организмов.

Уникальный водный ресурс был обнаружен канадскими учеными несколько лет назад в провинции Онтарио. Исследуя скважины заброшенной шахты, они нашли его на глубине около 2 км, в трещинах каменной породы. Изотопный анализ показал, что заперта эта вода оказалась еще 1,5 млрд лет назад – и она совершенно стерильна.
 
В ту эпоху даже материки выглядели совершенно иначе. Нынешние породы располагались на океанском дне, близ выходов гидротермальных источников. Горячие, насыщенные минеральными веществами, изолированные от непостоянной атмосферы и солнечной радиации, такие «черные курильщики» считаются главными кандидатами на роль «колыбели жизни». Именно у них могли протекать химические реакции, приведшие к появлению все более сложных органических веществ, а затем – протоклеток и первых живых организмов.
 
Однако проверить эту гипотезу пока что исключительно непросто. В разных лабораториях изучаются разные аспекты этих процессов: выясняются возможные пути химических реакций, уточняются условия... Для этих работ вода древних термальных источников может послужить бесценным источником новой информации. И уже становится очевидно: некоторое время назад канадская исследовательница Барбара Лоллар (Barbara Lollar) обнаружила в ней массу сложных и разнообразных органических соединений.
 
А недавно эти работы продолжил ее коллега Кристофер Глейн (Christopher Glein), который теоретически показал, что синтез всех этих веществ вполне мог происходить и без живых организмов. Для таких реакций достаточно довольно ограниченного набора исходных молекул – и определенных условий, как раз таких, какие существовали близ древних «черных курильщиков».
 
В частности, Глейн продемонстрировал возможность образования глицеральдегида, необходимого для формирования «деталей» РНК и ДНК, а также пирувата, важного метаболита всех живых клеток. До сих пор считалось, что абиогенный синтез этих молекул практически неосуществим, однако ученый выяснил, что при соответствующих условиях он может протекать довольно легко. А условия такие, видимо, были.
 
Взаимодействуя с каменными породами, вода древнего «черного курильщика» отдавала им кислород, при этом насыщаясь из гидротермальных источников соединениями, богатыми водородом, серой и железом. При этом температура приближалась к 100°C – то что надо для многих шагов добиологической химии.
 
«Нет, мы не утверждаем, что эта вода представляет собой тот самый «примордиальный суп» или является водой «колыбели жизни», – добавляет Кристофер Глейн. – Но это чрезвычайно поучительная система для понимания химии древних гидротермальных источников, в которых 4 млрд лет назад могла появиться жизнь».