Жизнь на Земле могла появиться благодаря обычной соли

Если верить фильмам про монстров и старым научным экспериментам, жизнь началась с искры. Не все верят в эту историю о происхождении жизни, поэтому продолжают искать источники энергии, способные превратить преобиотический бульон в живительное блюдо. Может быть и так, что секретным ингредиентом будет просто щепотка соли. Во всяком случае, так можно предположить, отталкиваясь от нового исследования, проведенного учеными из Института наук о Земле и жизни (ELSI) в Токийском технологическом институте в Японии.

Ученые обратили внимание на обычный и хорошо известный хлорид натрия как на потенциальный проводник химической энергии, необходимый для ранней биохимии. Хлорид натрия состоит из соотношения ионов натрия и хлора 1:1, и в данном случае виновниками будут ионы хлора. Как только они получают дозу интенсивного электромагнитного излучения, все начинается.

Происхождение жизни на Земле всегда вызывало интерес у людей.

Наука хорошо объясняет, как жизнь сумела эволюционировать и развиться до такой степени разнообразия. Мы можем использовать объяснения вроде естественного отбора, чтобы добраться до того, что имеем на сегодняшний день.

В какой-то момент нам нужно перейти с хаотического вихря органических химических веществ к несовершенным репликациям кодов, которые можно рассматривать как самый первый проблеск жизни; первую экосистему, как того требует гипотеза РНК-мира.

К сожалению, в этой гипотезе есть проблема курицы и яйца.

Жизнь зависит от потребления энергии из одного источника — будь то химические связи или солнечный свет — и использования ее для перегруппировки соединений. Без источника энергии мы не могли бы ускорить производство базовых химических веществ, из которых затем составляются примитивные генетические коды.

Хотя все современные организмы наследуют необходимое клеточное устройство, первые метаболический скачок должен был опираться на достаточно распространенный источник энергии. Так, чтобы его было проще найти не в жизни, а в окружающей среде.

В начале 1950-х годов два химика — Стэнли Миллер и Гарольд Юри — интересным образом сгенерировали ряд аминокислот из простых материалов, впервые продемонстрировав, что базовые вещества для белков не обязательно нуждаются в живом источнике.

Они подали напряжение к среде, предполагая, что ранняя Земля щедро получала удары молний, а значит и энергию.

Но несмотря на то, что этот процесс действительно произвел аминокислоты, РНК состоит из другого алфавита базовых химических веществ. Попытка понять, как они образовались, также вылилась в энергетическую проблему.

В прошлом году группа ученых предположила, что плазма из ударных волн, распространяющихся из места падения астероидов, могла обеспечить достаточно энергии для преобразования органических строительных блоков в формамид — родительскую молекулу для четырех букв РНК.

Что ж, отчасти эти редкие события — удары астероидов и молний — могут объяснить производство небольшого ряда ключевых игроков. Между тем, есть целый ряд других химических веществ, которые могли бы иметь вспомогательные роли и которые также нуждаются в объяснении.

Новое исследование немного отступает, чтобы включить историю о более широкой труппе актеров, которые могли бы оказаться важными в цепочке жизнеобразующих реакций. Одним из таких примеров является соединение цианамид.

Более ранние работы других ученых наметили пути создания фундаментальных стартовых блоков РНК из соединений вроде цианистого водорода в присутствии практически одного ультрафиолетового света. Но для этого нужно было сформировать цианамид, и никому этого не удавалось сделать.

«Наша цель, соответственно, состояла в том, чтобы разработать сеть реакций, которые производят простые сахара, включая цианамид, и другие важные прекурсоры для синтеза РНК в «одной кастрюле», пишут ученые.

После анализа цепочек реакций, поддерживаемых не ультрафиолетовым светом, а более интенсивным гамма-излучением, они заметили, что уровни цианамид повышались пропорционально довольно неожиданным реагентам — ионам хлора.

Из двух компонентов, содержащихся в соли, именно натрий обычно привлекает больше всего внимания, а его хлоридный спутник, который редко участвует в реакциях, как правило, упускается из виду.

Судя по всему, облучение гамма-лучами ослабляет электроны хлоридов и обеспечивает прилив энергии, необходимой для образования цианамида. В некотором смысле это звучит более сложно (и менее волнительно), чем удары молний и падения астероидов. Но жизнь не обязательно должна была начинаться с бума.

Возможно, она началась с щепотки специй.