Ученые нашли химическую реакцию, которая может породить жизнь на Земле

Как мы можем сказать, нашей планете около 4,5 миллиарда лет. Это было очень неприветливое место в ранние эоны, с частыми астероидными ударами и удушающей атмосферой углекислого газа, аммиака и метана. Тем не менее, жизнь закрепилась спустя всего несколько сотен миллионов лет, и химические реакции, которые привели к возникновению жизни, являются предметом многих исследований. Ученые из Массачусетского технологического института и Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики предприняли проект по воспроизведению условий Земли четыре миллиарда лет назад с акцентом на науках о Земле в надежде на лучшее понимание химического происхождения жизни.

До того, как Земля развила даже самые простые одноклеточные организмы, которые эволюционировали, чтобы стать настоящей жизнью, существовала химия. В какой-то момент образовались органические молекулы, такие как аминокислоты и РНК, которые могли бы стать основой для биологической жизни. Исследователи много лет работали над тем, как это произошло, и некоторые недавние работы на древней Земле, возможно, указали нам в правильном направлении. В новом исследовании MIT / Harvard исследователи изучают влияние класса молекул, называемых сульфидными анионами.

Работа, проделанная в 2016 году, показала, что высокая вулканическая активность на Земле между 3,9 и 4 миллиардами лет назад может распространить диоксид серы по всей атмосфере. Сера в конечном итоге будет растворяться в воде в виде сульфидных анионов (в частности, сульфитов и бисульфитов). Это потенциально препятствует одной из проблем современного мышления по химическому происхождению жизни. В 2015 году группа исследователей показала, что возможно синтезировать предшественники РНК с цианидом водорода, сероводородом и ультрафиолетовым излучением. В то время все это было бы легко доступно на Земле. Тем не менее, сероводород оставался бы в основном в атмосфере, а не в воде (здесь появляются науки о Земле). Тем не менее, эти сульфидные анионы потенциально могут служить одной и той же химической роли.

Используя модель нарастающей вулканической активности на Земле, исследователи определили, что сульфидные анионы могут иметь значительные концентрации в воде, аналогичные тем, которые используются в лаборатории. Затем был проведен анализ этих химических компонентов, чтобы выяснить, могут ли они генерировать биологические молекулы. Группе удалось создать рибонуклеотиды (пары оснований РНК), и этот процесс был неожиданно эффективным. Молекулы, образованные с сульфидными анионами в 10 раз быстрее, чем с сероводородом.

Таким образом, применение планетарной науки для изучения происхождения жизни, возможно, поставило нас на правильный путь. Мы знаем, что реакция работает в лаборатории, но для подтверждения результатов требуется больше работы. Команда проводит больше исследований, чтобы установить присутствие сульфидных анионов на Земле миллиарды лет назад.