Процесс зарождения жизни повторили в лаборатории

Результаты нового исследования указывают на то, что ключевые компоненты генетического материала появились на древней Земле благодаря внеземному воздействию
(иллюстрация Dana Berry).

Жизнь зародилась на Земле около 4 миллиардов лет назад, примерно в то же время, когда планета переживала обстрел крупными метеоритами. Это событие получило название Поздняя тяжёлая бомбардировка.

Многие исследователи, в том числе Сватоплак Цивиш (Svatopluk Civiš) из академии наук Чешской республики в Праге, уверены, что это совпадение не случайно. Один из метеоритов, столкнувшихся с нашей планетой в самом начале её истории, мог принести на Землю жизнь.

Исследовательская группа Цивиша смоделировала падение метеорита на раннюю Землю: учёные обстреляли лазером высокой мощности из установки PALS образцы формамида — жидкости, которая существовала на нашей планете.

Температура образцов повысилась до 4200 градусов, а под воздействием рентгеновских лучей и жёсткого ультрафиолетового излучения возникли химические радикалы.

Эти радикалы, в свою очередь, вступили в реакцию с водородом, а остаток формамида сгенерировал 2,3-диаминомалеонитрил (DAMN), который является химическим предшественником нуклеинов.

Результаты нового исследования указывают на то, что ключевые компоненты генетического материала появились на древней Земле благодаря внеземному воздействию (иллюстрация Dana Berry).

Когда Цивиш и его коллеги изучили конечные продукты реакции, они обнаружили все четыре основания РНК: аденин, гуанин, цитозин и урацил. Три из этих оснований также присутствуют в ДНК.

Идея о том, что формамид сыграл важную роль в происхождении жизни на Земле, была предложена в 2001 году двумя итальянскими исследователями, Раффаэле Саладино (Raffaele Saladino) и Эрнесто Ди Мауро (Ernesto Di Mauro).

Формамид образуется, когда синильная кислота, присутствовавшая в ранней земной атмосфере, реагирует с водой. Саладино и Ди Мауро использовали другие способы генерации четырёх оснований из формамида. Однако исследовательскую работу Цивиша они назвали "первым случаем, когда твёрдое теоретическое обоснование и экспериментальные данные были представлены вместе".

Итальянские исследователи также подчеркнули, что даже более биологически важные молекулы могут быть получены, если в ходе эксперимента рассмотреть роль различных минералов, которые могли быть также доставлены метеоритами и выступить в качестве катализаторов.

Предыдущие исследования также показали, что некоторые классы метеоритов уже содержат нуклеотиды, в том числе аденин и гуанин. Однако в ходе данного эксперимента удалось выяснить, что столкновение небесных тел с планетой может генерировать эти строительные блоки жизни.

Установка PALS в Праге, которую исследователи использовали для воссоздания первой искры жизни (фото Dagmar Civisova).

Подобные процессы могли иметь большое значение для ранней истории Земли. В период Поздней тяжёлой бомбардировки, которая началась около 4 миллиардов лет назад и длилась примерно 150 миллионов лет, крупные космические объекты "обстреливали" не только нашу планету и Луну, но и Меркурий, Венеру и Марс.

Некоторые учёные полагают, что эти события и их воздействие на климат, наоборот, могли очистить поверхность Земли от любой жизни, которая уже могла зародиться к тому времени. Но результаты нового исследования показали: благодаря Бомбардировке на нашу планету могли попасть необходимые для развития жизни ингредиенты.

Научная статья группы Цивиша была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

Добавим, что ранее мы писали о воссоздании в лаборатории условии для зарождения жизни в межзвёздной среде, условий для появления метаболических реакций, а также о создании живой клетки из "внеземных" единиц ДНК и работе, в которой ферменты заставили эволюционировать искусственные ДНК.

Сегодня