Ученые приблизились к разгадке тайны возникновения жизни на Земле

Зарождение жизни на поверхности Земли – одна из величайших загадок, над решением которой наука бьется не одну сотню лет. Ученые продолжают разбираться в том, каким образом были сформированы первые молекулы, как они организовались и дали начало первым живым клеткам. Одна из самых популярных теорий отводит решающую роль в этом процессе нуклеиновым кислотам – РНК и ДНК, - способным сохранять генетические данные и реплицироваться, обеспечивая эволюционное развитие и биологическое разнообразие.

ДНК и РНК играют ключевую роль в существовании всех живых организмов на Земле. Именно по этому данные кислоты нередко сравнивают со строительными инструкциями, которые содержат пошаговые данные по созданию белков, выступающих в качестве основного строительного материала для клеток. Однако, чтобы жизнь возникла и развивалась, данные молекулы должны приспособиться к саморепликации. Только в этом случае организмы смогут расти, размножаться и приспосабливаться к окружающей их среде.

Однако условия первобытной Земли, поверхность которой изобиловала куда более экстремальными условиями, чем сегодня, процесс репликации нуклеиновых кислот, вероятнее всего, оказался одним из базовых механизмов, обеспечившим зарождение жизни. Хотя сам он, как считают ученые, не так прост. Для репликации молекул РНК и ДНК им для начала необходимо деление на две нити, что осложняется все теми же условиями окружающей среды – высокой температурой, повышенной концентрацией кислот и других агрессивных сред. Отсюда и возникает вопрос о том, каким образом молекулы нуклеиновых кислот сумели дойти до стадии саморепликации в столь нестабильных условиях. И в своем новом исследовании немецкие ученые сумели построить естественный сценарий, в рамках которого подобный процесс возможен без разрушения молекул. Именно на его основе и была выдвинута новая гипотеза зарождения всего живого на планете.

Как считают специалисты, естественным условиях, сформировавшиеся в порах скальных пород на Земле, могли выступить в качестве убежища, в котором нуклеиновые кислоты могли делиться. Речь идет о небольших полостях в вулканических породах, где газ и вода способны взаимодействовать друг другом в замкнутом цикле. В далеком прошлом подобные условия были привычным явлением на большинстве вулканических островов, что и создавало миллионы зон со средой, благоприятной для репликации молекул.

Чтобы проверить эту версию, ученые воссоздали такую же среду в лабораторных условиях. Построив модель поры горной породы, в которой поток воды поднимался в верхние части и испарялся в точках пересечения с потоками газа. На границе столкновения воды и газа и было отмечено скопление молекул ДНК. И всего за пять минут эксперимента концентрация нуклеиновых кислот в этой точке возросла втрое, а через час рост был уже тридцатикратным Кроме того, ученые выяснили, что динамика движения газа и воды меняет концентрацию соли, дополнительно способствуя разделению молекулы ДНК на две нити.

Авторы исследования убеждены, что полученные ими результаты в буквальном смысле поражают воображение, потому как являются прямой демонстрацией того, что самая простая геологическая среда, вероятнее всего существовавшая в изобилии на поверхности древней «примитивной» Земли, обеспечивала репликацию первых молекул, несмотря на преобладающие экстремальные условия. Эта работу откроет новые возможности для более детального понимания того, каким образом жизнь могла возникнуть не только на Земле, но и на ряде других планет с похожими условиями.

Ранее ученые из США назвали дату исчезновения всей жизни на Земле.