Жизнь на Земле могла возникнуть дважды: учёные нашли неожиданные следы

Учёные получили новые данные о происхождении жизни на Земле, указавшие на возможное двукратное появление свободноживущих клеток. Международная группа под руководством биологов из Университета Генриха Гейне в Дюссельдорфе реконструировала ранние этапы формирования метаболизма и обнаружила, что бактерии и археи могли независимо перейти от химических процессов в гидротермальных источниках к самостоятельному существованию. При этом генетический код, вероятно, имеет единое происхождение.

Исследователи проанализировали сеть из 420 химических реакций, с помощью которых клетки производят аминокислоты, основания РНК и витамины из доступных на молодой Земле веществ, включая водород, аммиак и углекислый газ. Выяснилось, что универсальный общий предок клеток, известный как LUCA, использовал ферменты примерно для половины этих процессов. Остальные реакции могли идти при участии металлов окружающей среды, прежде всего в условиях гидротермальных систем.

Особое внимание учёные обратили на случаи, когда бактерии и археи используют разные по строению ферменты для одной и той же метаболической реакции. Это указывает на независимое развитие сходных биохимических решений после разделения двух древних линий. По реконструкции исследователей, сначала химические реакции могли поддерживаться природными металлическими катализаторами, затем появились системы, где металлы и ферменты работали совместно, а уже после этого бактерии и археи пошли разными эволюционными путями.

Работа также предлагает возможное объяснение того, откуда бралась энергия до появления современной системы с АТФ. Учёные показали, что фосфит, встречающийся в серпентинизированных гидротермальных системах, в присутствии палладия способен запускать реакции фосфорилирования в воде. В экспериментах такая система обеспечивала превращение АМФ в АДФ и фосфорилирование серина без ферментов.

Источник: sciencedaily