Перекись водорода — ключевой элемент зарождения жизни

Новое исследование проливает свет на эволюцию самых ранних форм жизни около четырех миллиардов лет назад. Как сообщила ведущий автор исследования Ровена Болл из Австралийского национального университета, перекись водорода — соединение, обычно используемое для осветления волос, — является жизненно важным ингредиентом в порах породы вокруг подводных гидротермальных источников, обеспечивающим последовательность химических реакций, которые привели к появлению первых форм жизни. 

Исследовательская группа использовала перекись водорода и пористую породу, чтобы смоделировать активную среду, в которой происходило зарождение жизни. «Перекись водорода сыграла ключевую роль в возникновении живых систем — одной из самых сложных и важных проблем во всей науке. И в этом исследовании было рассмотрено, как случайные колебания температуры и уровней рН обеспечили условия, необходимые для активизации производства химического мира, который сделал жизнь на Земле возможной», — объяснила доктор Болл.

Глубоководные гидротермальные источники, также известные как «черные курильщики». © US National Oceanic and Atmospheric Administration

Автор отметила, что созданные симуляции показывают важность длинных взаимосвязанных пористых структур, позволяющих создавать длинные крупные молекулы. Исследования проводятся путем моделирования потока реактивных частиц, проходящего через пористую породу, а не через одну пору.

По словам доктора Болл, колебания температуры не должны происходить слишком часто и быть слишком большими. «Система должна тратить достаточно времени на поддержание высокой температуры для необходимых синтетических реакций, но не настолько, чтобы реагенты были полностью уничтожены», — сказала она.

«Это дает нам „фундаментальное уравнение жизни", согласно которому, для того чтобы жизнь начиналась и сохранялась, среда обитания должна иметь определенный диапазон температурных колебаний».

Перекись водорода также способствовала развитию ферментов, называемых каталазами, которые препятствовали повторному зарождению жизни. «Повсеместное присутствие жизни и, следовательно, каталаз во всех обитаемых средах предотвращает накопление перекиси водорода, приводящего к ее появлению», — пояснила автор.

«Эволюцию можно рассматривать как сжигание череды небольших мостов. Но первая клеточная жизнь уничтожила, вероятно, один из самых важных мостов — тот, который связывает живые и неживые молекулярные миры. Любые шансы на восстановление этого моста были окончательно стерты из-за стойкости каталаз на протяжении всей последующей эволюции».

Кроме того, полученные результаты содержат ценные рекомендации по поиску внеземной жизни. Исследование опубликовано в журнале Royal Society Open Science.