• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
04.06.2022
Сергей Васильев
4
8 583

Появление жизни связали с реакциями на вулканическом стекле

5.8

Американские химики обнаружили удивительно простой механизм, который мог привести к образованию на Земле цепочек РНК – молекул, эволюция которых увенчалась появлением первых живых клеток.

Земля в Катархее – более четырех миллиардов лет назад: взгляд художника
Земля в Катархее – более четырех миллиардов лет назад: взгляд художника / ©Tim Bertelink / Автор: Ольга Кузьмина

Современные организмы кодируют и передают наследственную информацию в виде ДНК, а реализуют ее – с помощью белков. Однако считается, что жизнь началась с РНК, молекулы которой могут выполнять и информационную функцию (как ДНК), и каталитическую (как белки). Предполагается, что появлению первых полноценных клеток предшествовал долгий период «РНК-мира» и химической эволюции РНК. Но тогда встает вопрос о том, как на ранней Земле появилось множество таких молекул? Их отдельные компоненты просты и легко образуются в ходе абиогенных процессов. Но вот объединить их в полимеры нуклеиновых кислот оказывается не так легко.

Химики давно пытаются найти условия и реакции, в которых мог развиваться абиогенный синтез цепочек РНК. Как правило, это требует крайне сложной последовательности событий, вызывая сомнения в том, что подобное могло происходить само по себе и в больших масштабах. Однако новая работа американских ученых предлагает новый и весьма простой вариант – полимеризацию РНК на вулканическом стекле, которого на ранней Земле было в изобилии. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Astrobiology.

Элиза Бьонди (Elisa Biondi) и ее коллеги из Фонда прикладной молекулярной эволюции провели лабораторные эксперименты, показав, что сравнительно длинные – до 100-200 звеньев – цепочки РНК спонтанно образуются при перколяции (просачивании) смеси нуклетидов сквозь вулканическое стекло. Такие минералы образуются при быстром застывании базальтовой магмы, которой было исключительно много на поверхности молодой Земли.

В период, о котором идет речь, на планете продолжался крайне активный вулканизм. Кроме того, незадолго до этого Земля столкнулась с массивным небесным телом, и удар выбросил огромные количества породы, часть из которых сформировала Луну, а часть – опала обратно, дополнительно раскаляя поверхность планеты. Созданная этими процессами лава могла покрывать ее едва ли не целиком, а испарение воды из-за высокой температуры могло создать небольшие изолированные водоемы, подходящие для первых реакций прото-жизни.

Те же метеориты, падающие обратно на Землю, содержали большие количества железа и никеля, и в полете могли восстанавливать атмосферу. Ученые показали, что в такой среде способны проходить реакциями между азотистыми основаниями и фосфатом рибозы, приводя к образованию нуклеотидов – отдельных звеньев РНК. Оказавшись в смеси на поверхности вулканического стекла, такие нуклеотиды образовывали полимеры – реакцию катализирует тот же никель.

Таким образом, химикам удалось найти довольно простой путь превращений, начиная от элементарных органических молекул, которые обнаруживаются и в космосе, и заканчивая достаточно длинными цепочками нуклеиновых кислот, которые способны к дарвиновской эволюции, – прародителей протожизни. «Красота этой модели – в ее простоте, – прокомментировал их работу Ян Шпачек (Jan Špaček), эксперт из Firebird Biomolecular Sciences. – Все это способны проделать и старшеклассники в своем классе химии. Смешайте исходные ингредиенты, подождите пару дней – и ищите РНК».

Любопытно, что подтверждение новой гипотезе может найтись… на Марсе. Молодая Красная планета переживала сходный активный вулканизм, однако впоследствии «замерла». В отличие от Земли, где тектоника плит уничтожила почти все следы древнейшего вулканического стекла, на Марсе такие образцы сохранились до нашего времени. «Если жизнь на Земле появилась этим простым путем, она вполне могла появиться и на Марсе, – считает Элиза Бьонди. – Так что важно провести поиски на Марсе как можно скорее».

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Вчера, 16:00
Полина Меньшова

Хотя на предпочтения в литературе влияют образование, круг общения и множество других факторов, частично они могут передаваться по наследству. Ученые из Дании провели исследование и выяснили, какая доля различий в литературных вкусах может зависеть от генетических особенностей.

6 часов назад
Юлия Трепалина

Синдром самозванца, при котором люди испытывают чувство незаслуженности своих успехов, не раз становился предметом исследований. В свежем метаанализе американские психологи рассмотрели свыше сотни научных работ по этой теме и обнаружили четкую тенденцию: женщины набирали больше баллов в тестах на выявление этого состояния.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

12 июля
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

4 Комментария
-
0
+
А ещё я что-то слышал про апатит...
Myname Mysurname
04.06.2022
-
0
+
Вообще-то РНК -- крайне нестойкая молекула, весьма быстро деградирующая даже при комнатной температуре. Представляется крайне сомнительным, чтобы она могла создать достаточно длинные цепочки на достаточное время, чтобы успеть сделать хотя бы одну свою копию.
-
0
+
интересно! похожие результаты раньше получали для глины
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно