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

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

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
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
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

Добавить комментарий

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

Главный обман 2010-х: почему 3D-телевизоры исчезли так же быстро, как появились

В 2010 году казалось, что телевидение переживает второе рождение: с конвейеров сходили экраны, обещавшие глубину, объём и полное погружение. Семь лет спустя ни один крупный производитель уже не...

Обзор Snowsky Retro Nano: недорогой беспроводной ЦАП от FiiO

Как многим известно, компания FiiO, дабы избежать путаницы в своем модельном ряду, породила ещё один бренд: Snowsky. Делает он ровно тоже самое, с таким же железом и софтом, но в более простом...

Обход ГОСТа на ВЭФ Спидола-232: как советские радиолюбители открывали 100-метровый диапазон

ВЭФ Спидола-232 выпускал Рижский государственный электротехнический завод ВЭФ, с первого квартала 1979 года. Переносной приёмник второго класса сложности, вес 3,4 килограмма, габариты 260х360х110...

Двести лет без солнца: что скрывает легенда о Фимбульвинтере

Весна должна была прийти. Люди ждали, когда земля прогреется, взойдут посевы и скот снова можно будет выгнать на пастбища. Но солнце оставалось тусклым, лето не приносило привычного тепла, а запасы...

Клэм-чаудер: как один американский суп разделился на белую и красную версии

Клэм-чаудер кажется блюдом, которое должно пахнуть морем сильнее, чем спором. Но на северо-востоке США одна миска супа способна выдать региональную принадлежность. В Новой Англии ждут светлую...

Песок рисует звук: опыты Хладни с вибрирующими металлическими пластинами

В конце XVIII века звук можно было услышать, измерить высотой тона или описать движением струны, но почти невозможно увидеть. Эрнст Хладни нашёл способ заставить колебание оставить рисунок. Он брал...