Наукові теорії виникнення життя на Землі: новий погляд на слизькі гелі
Вчені мають багато теорій щодо того, як сировина Землі перетворилася на живі клітини, але нова пропозиція є особливо слизькою. У нещодавньому дослідженні міжнародна команда стверджує, що життя могло виникнути в блоці липкого гелю, що прилип до каменю, задовго до появи справжніх клітин.
Слизьке життя: новий погляд на виникнення життя
Схоже на бактеріальні біоплівки, які ми спостерігаємо сьогодні на каміннях, поверхнях ставків та навіть недоглянутій ротовій порожнині, напівтверда матриця гелю могла створити ідеальне середовище для виникнення життя, пропонують автори. Ця концепція слизького життя є досить специфічною: більшість теорій виникнення життя описують перші органічні хімічні реакції у воді, а не в гелі. Однак ці теорії також не можуть пояснити, як прості молекули, які, ймовірно, плавали у водах Землі, могли перетворитися на щось таке складне, як РНК (рибонуклеїнова кислота) або ДНК (дезоксирибонуклеїнова кислота) без додаткової підтримки.
Гелі як ключ до виникнення життя
Гель-подібне середовище могло вирішити кілька з цих проблем одночасно. Гель був би хорошим місцем для конструювання сировини життя. Тоні Цзя, астробіолог з Університету Хіросіми, зазначає: “Поки багато теорій зосереджуються на функції біомолекул і біополімерів, наша теорія натомість включає роль гелів на етапах виникнення життя.”
Згідно з пропозицією Цзя та співавторів, гель-середовище могло б затримувати та організовувати молекули в стабільні утворення, достатні для подолання деяких ключових бар’єрів у хімії переджиття. Рання Земля не була тим відносно м’яким місцем, яке ми знаємо сьогодні. Інтенсивне ультрафіолетове випромінювання могло безперешкодно потрапляти на поверхню, а температури були екстремальними.
Захист для життя: роль передбіотичних гелів
Команда пропонує, що передбіотичні гелі могли б забезпечити необхідний захист для вразливої хімії життя, задовго до того, як справжні клітини з мембранами мали шанс розвинутися. У цій теорії, яка була вперше запропонована в 2005 році та розширена тут, протоклітини не були першим кроком у виникненні життя, а скоріше результатом хімічної організації, встановленої первинним гелем.
| Теорії | Опис |
|---|---|
| Теорії з водою | Фокусуються на виникненні органічних молекул у водному середовищі. |
| Теорії з гелями | Пропонують, що життя могло виникнути в слизьких гелях, які затримували молекули. |
Молекулярні реакції та енергія в гелях
У цих ранніх гелях, пропонують вчені, могли виникнути перші ознаки метаболізму, коли хімічні сполуки обмінювались електронами. Разом з видимим та інфрачервоним світлом, ультрафіолетове світло, що проникає в гель, могло б забезпечити додаткову енергію для хімічних реакцій, аналогічно тому, як фотосинтез відбувається в рослинах сьогодні.
Висновки та потенційні дослідження
Гелі можуть концентрувати мономери, такі як активовані нуклеотиди та амінокислоти, додають дослідники, і складаються так, що вибірково затримують та взаємодіють з певними хімічними речовинами. Вологе, але не зовсім мокре середовище всередині гелевої матриці сприяє реакціям, які можуть з’єднувати мономери для утворення полімерів – складних молекул, таких як ті, що є в наших власних тілах, на відміну від гідролізу, у якому хімічні речовини розпадаються на менші частини.
Це розширює наші пошуки життя поза Землею. Структури, такі як гелі, на відміну від конкретних хімічних речовин, можуть стати цілями в майбутніх місіях, що шукають життя в космосі. Дослідження було опубліковано в ChemSystemsChem.