Как зародилась жизнь на Земле? Ученые, вероятно, нашли ответ

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Оффтопик

Загадка возникновения жизни на Земле уже не одно столетие будоражит умы ученых. Мы знаем, что когда-то нашу планету населяли лишь безжизненные молекулы, подчинявшиеся законам химии. Но как из этого хаоса возникла упорядоченная симфония жизни? Как на сцене, где царствовали бездушные элементы, появился первый актёр — живая клетка?

Новое исследование, проведенное командой ученых из Токийского технологического института и Калифорнийского технологического института, возможно, приоткрывает завесу этой тайны. Используя мощь компьютерного моделирования, они предприняли захватывающее путешествие в прошлое, пытаясь проследить эволюционный путь от примитивной геохимии к сложной биохимии, лежащей в основе всего живого.

Их подход напоминает работу детектива, который по крупицам восстанавливает картину преступления. Вместо улик у них — тысячи известных биохимических реакций, составляющих метаболизм современных организмов. Исследователи предположили: если современный метаболизм — потомок древних геохимических процессов, то в химии современной жизни должны оставаться следы, отголоски ушедшей эпохи.

Первичный бульон, иллюстрация
Автор: Designer

Свою работу ученые начали с создания компьютерной модели, имитирующей условия ранней Земли. В этом цифровом «котле» смешались простейшие неорганические соединения — своеобразный «бульон» из железа, сероводорода, углекислого газа и аммиака. К ним добавили органические молекулы, которые могли возникнуть в результате абиогенного синтеза — первого шага на пути к жизни.

Затем, словно запустив ускоренную перемотку эволюции, ученые запустили симуляцию. Модель, опираясь на законы химии, комбинировала молекулы, создавая все более сложные соединения. Цель — получить строительные блоки жизни: аминокислоты, нуклеотиды, липиды.

Однако, как и в предыдущих исследованиях, модель споткнулась на полпути. Несмотря на обилие исходных веществ и разнообразие возможных реакций, многие ключевые компоненты живых клеток, словно заколдованные, оставались недосягаемыми. Казалось, между неорганическим миром и царством жизни пролегает непреодолимая пропасть.

Но ученые не сдали позиций. Внимательно изучив результаты моделирования, они обнаружили, что камнем преткновения стали пурины — важнейший класс органических соединений, формирующих основу ДНК и РНК.

Оказалось, что синтез пуринов в современной клетке — замкнутый цикл, своеобразный «вечный двигатель», который не может запуститься сам по себе. Для образования пуринов необходим аденозинтрифосфат (АТФ) — универсальный источник энергии в живых системах. Но сам АТФ синтезируется с помощью… пуринов!

Этот парадокс ученые назвали «пуриновым узким местом». Именно он, подобно непреодолимому барьеру, мешал модели перешагнуть из мира геохимии в мир биохимии.

Первичный бульон под микроскопом, иллюстрация
Автор: Designer

Но решение оказалось неожиданно простым и элегантным. Исследователи предположили: на заре жизни роль АТФ могли играть неорганические полифосфаты — соединения, распространенные в молодой Солнечной системе.

Внеся соответствующие изменения в модель — заменив АТФ на полифосфаты всего в восьми реакциях — ученые с замиранием сердца повторили эксперимент.

И — о чудо! «Пуриновое узкое место» было преодолено! Модель, словно получив недостающий импульс, начала стремительно генерировать сложные органические соединения, в том числе — те самые «кирпичики» жизни, которые раньше были недосягаемы.

Конечно, это исследование — не финальная точка в изучении возникновения жизни. Однако, оно предлагает новый захватывающий взгляд на эту фундаментальную проблему.

Возможно, «рецепт» жизни гораздо проще, чем мы привыкли думать. И ключ к его разгадке скрывается не в экзотических гипотезах, а в глубоком понимании химии, которая лежит в основе нашего мира.

3 комментария

Fracta1L
Шо, опять?
a
Теперь на компьютерах. Сидеть с пробирками и реактивами не хочется.
829235961554@odnoklassniki
Не «учёные», а выдумщики. Причём плохие.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Нейтронные звёзды перед столкновением деформируются не так, как считалось: физики обнаружили три релятивистских механизма, которых не было в моделях

Нейтронная звезда — один из самых плотных объектов во Вселенной. При диаметре около двадцати километров её масса составляет порядка полутора солнечных. Вещество внутри сжато до...

Недостроенный детектор на дне моря поймал нейтрино, которое не смог поймать IceCube. Новая физика или случайность?

В феврале 2023 года детектор ARCA — часть строящегося на дне Средиземного моря нейтринного телескопа KM3NeT — зарегистрировал частицу экстремальной энергии. Мюон прошил...

Обзор наушников CCA Xyrra: скорость и драйв в ультрабюджетном сегменте

Компания CCA, в отличии от Knowledge Zenith, решила зайти с немного иной стороны, и вместо планарного излучателя, как у KZ Duonic, установила арматурный 30118, зато самого последнего...

Обзор увлажнителя воздуха РЕДМОНД HF2213S: Создай свой климат со смартфона

Увлажнение воздуха в доме особенно важно в отопительный сезон, когда окна обычно закрыты, а горячие батареи сильно сушат воздух. Увлажнитель помогает поддерживать оптимальную влажность без лишних...

Почему кухонная вытяжка начинает шуметь сильнее обычного, и как решить эту проблему

Кухонная вытяжка — один из тех бытовых приборов, к которому быстро привыкают. Пока она работает тихо и незаметно, на неё редко обращают внимание. Но если однажды привычный звук...