Як виникло життя? Команда вчених з Японії, Малайзії, Великої Британії та Німеччини вважає, що відповідь може стосуватися липких гелів, які покривали поверхні ранньої Землі задовго до появи перших справжніх клітин.
Їхня робота, опублікована в ChemSystemsChem, пропонує новий погляд на походження життя на нашій планеті та навіть відкриває нові можливості для пошуку життя в інших частинах Всесвіту.
Протягом століть люди задавалися питанням, як вперше виникло життя. Хоча ніхто не може безпосередньо спостерігати ці найдавніші моменти, дослідники продовжують реконструювати те, що могло статися, використовуючи підказки з хімії, фізики та геології.
«Хоча багато теорій зосереджені на функції біомолекул та біополімерів, наша теорія натомість включає роль гелів у виникненні життя», — сказав Тоні З. Цзя, професор Хіросімського університету та співавтор статті.
Гіпотеза про пребіотичний гель
Дослідники пропонують те, що вони називають структурою «пребіотичний гель». У цьому сценарії найдавніші кроки життя відбувалися всередині поверхнево прикріплених гелевих матриць, які є липкими, напівтвердими матеріалами, подібними до сучасних мікробних біоплівок. Біоплівки – це тонкі шари бактерій, які зазвичай ростуть на камінні, поверхні ставків і навіть штучних спорудах.
Використовуючи концепції хімії м’якої речовини та дані сучасної біології, команда припускає, що ці примітивні гелі могли створити правильні фізичні умови для того, щоб прості хімічні системи ставали складнішими, задовго до того, як утворилися перші клітини.
Ці гелі, можливо, допомогли вирішити основні проблеми, з якими стикалася рання хімія. Захоплюючи та організовуючи молекули, вони могли збільшити молекулярну концентрацію, утримувати корисні сполуки та захищати делікатні реакції від змін навколишнього середовища. У таких захищених просторах ранні хімічні мережі могли розвинути протометаболічну активність і навіть базове самовідтворення, закладаючи важливу основу для біологічної еволюції.
«Це лише одна з багатьох теорій у величезному ландшафті досліджень походження життя», — сказав Кухан Чандру, науковий співробітник Центру космічних наук Національного університету Малайзії (UKM) та співавтор дослідження. «Однак, оскільки роль гелів значною мірою недооцінювалася, ми хотіли синтезувати розрізнені дослідження в цілісну розповідь, яка ставить примітивні гелі на перший план обговорення».
Наслідки для позаземного життя та астробіології
Ідея не обмежується Землею. Дослідники припускають, що аналогічні гелеподібні системи можуть існувати на інших планетах. Ці гіпотетичні структури, описані як «ксено-плівки», можуть функціонувати як біоплівки, але бути побудовані з абсолютно інших хімічних інгредієнтів, доступних в інших середовищах.
Цей зсув у мисленні може розширити способи пошуку позаземного життя вченими. Замість того, щоб зосереджуватися лише на знайомих біологічних молекулах, майбутні місії можуть також шукати організовані, гелеподібні структури, які створюють сприятливе для життя середовище.
Тестування моделі гелю
Команда планує перевірити свою гіпотезу в лабораторії. Вони мають намір дослідити, як прості хімічні речовини за умов ранньої Землі могли утворювати гелі, та вивчити, які властивості ці гелі могли б запропонувати новим хімічним системам.
«Ми також сподіваємося, що наша робота надихне інших у цій галузі на подальше дослідження цієї та інших маловивчених теорій походження життя!» — сказала Рамона Ханум, співавтор першої статті та колишня стажерка в UKM.
Фінансування дослідницької мобільності Університету Лідса, Фонд Александра фон Гумбольдта, Японське товариство сприяння науці та Фонд сприяння науці Мідзухо підтримали це дослідження.
