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

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

Как разные виды животных чувствуют время и почему теория «частоты кадров» оказалась ошибкой

Команда когнитивных ученых из Университета Сассекса и Лондонской школы экономики представила принципиально новый подход к изучению того, как животные воспринимают время. В статье, опубликованной в...

Обзор автомобильного холодильника HARPER CBH-145 на 45 литров, питанием от прикуривателя или сети 220В

Лето пришло, а вместе с ним дальние путешествия. Каждое лето с семьей стараемся вырваться на природу или солнечный берег на автомобиле. И если в автомобиле нас спасает климат-контроль, то продукты...

Как пять коров, забытых на острове, подвергли сомнению представление об эволюции

В 1871 году французский фермер по фамилии Эртен высадил пять коров на острове под названием Амстердам, который является крошечным клочком суши площадью около 55 квадратных километров, затерянным на...

Собор Хусто: как отшельник за 60 лет возвел храм из всего, что под руку придется

Всякий, кто знаком со стройкой или хотя бы ремонтом, знает, что от стоимости такого мероприятия голова кружится, давление подскакивает и в целом плохо становится. А уж сколько приходится...

Миф о «вечном» iPhone и «одноразовом» Samsung: что на самом деле определяет срок службы смартфона

Я давно заметил одну забавную штуку: у нас в России айфон принято считать чем-то вроде «вечного» устройства, а любой Самсунг — одноразовой игрушкой на пару лет. Это убеждение годами...

Обзор Ugreen CM830 Tracker Slim – поиск кошелька через SmartThings и один важный нюанс с дальностью

Кошелек чаще всего теряется не где-то на другом конце города, а в пределах квартиры: в куртке, сумке, машине, между бумагами на столе. Ugreen Tracker Slim как раз сделан под такие ситуации. Это не...