Вчені з'ясовують хімічну реакцію, яка може призвести до життя на Землі

Наскільки ми можемо сказати, наша планета складає близько 4,5 мільярдів років. Це було дико непривітне місце в ранні епохи, з частими астероїдними впливами та атмосферою задихання діоксиду вуглецю, аміаку та метану. І все-таки життя знайшло своє положення лише через кілька сотень мільйонів років, і хімічні реакції, які призвели до виникнення життя, є предметом численних досліджень. Вчені з MIT та Гарвардсько-Смітсонівського центру астрофізики здійснили проект, який відтворив умови Землі чотири мільярди років тому, з акцентом на наук про Землю, в надії на краще розуміння хімічного походження життя.

До того, як Земля розвинула навіть найпростіші одноклітинні організми, які перетворилися на все життя сьогодні, існувала хімія. У певний момент органічні молекули, як амінокислоти і утворюються РНК, можуть формувати основу біологічного життя. Дослідники довгі роки працювали, щоб дізнатися, як це сталося, і деякі недавні роботи з давньої Землі, можливо, вказали нам у правильному напрямку. У новому дослідженні MIT / Гарвард дослідники розглядають вплив класу молекул, який називається сульфідними аніонами.

Робота, проведена в 2016 році, призвела до того, що висока вулканічна активність на Землі між 3,9 і 4 мільярдами років тому може поширювати діоксид сірки в атмосфері. Зрештою сірка осіділа б у воді сульфідними аніонами (зокрема, сульфітами та бісульфітами). Це потенційно обходить одну з проблем сучасного мислення про хімічне походження життя. У 2015 році команда дослідників показала можливість синтезу попередників РНК з ціанідом водню, сірководнем та ультрафіолетовим випромінюванням. Тоді все було б легко доступним на Землі в той час. Проте сірководень залишився б в основному в атмосфері, а не у воді (тут потрапляють науки про Землю). Однак ці сульфідні аніони потенційно можуть служити тією ж хімічною роллю.

Використовуючи модель проникнутої вулканічної активності на Землі, дослідники встановили, що сульфідні аніони можуть бути побудовані до значних концентрацій у воді, аналогічній використанню в лабораторії. Далі настав аналіз цих хімічних компонентів, щоб побачити, чи можуть вони генерувати біологічні молекули. Команді вдалося створити рибонуклеотиди (базові пари РНК), і цей процес був напрочуд ефективним. Молекули, утворені сульфідними аніонами, в 10 разів швидше, ніж сірководнем.

Отже, застосування планетної науки для вивчення походження життя, можливо, поставило нас на правильному шляху. Ми знаємо, що реакція працює в лабораторії, але для підтвердження висновків потрібна додаткова робота. Команда проводить більше досліджень, щоб встановити присутність сульфідних аніонів на Землі мільярди років тому.