Технології та наука Учені відтворили зародження життя: вони знайшли підказку в підводних "хімічних садах"
Нещодавно вчені змогли відтворити хімічні реакції, завдяки яким на нашій планеті зародилося саме життя. Для цього їм довелося зазирнути туди, куди не може дістатися навіть сонячне світло, а більшість живих істот не витримали б місцевих коливань температур.
Related video
Про це пише ScienceAlert.
У безкрайніх, безпросвітних глибинах земних океанів, куди ніколи не проникає сонячне світло і де температура різко підвищується, життя все одно знаходить спосіб проявити себе.
У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!
Тут, у гідротермальних джерелах, процвітають унікальні екосистеми, що натякають на умови, в яких мільярди років тому могло зародитися саме життя. Ці підводні "хімічні сади", багаті на залізо і водень, зараз перебувають у центрі новаторських досліджень, спрямованих на розкриття таємниць походження життя.
Важливо Сонце знищить усе життя на Землі: Ілон Маск пропонує порятунок для всього людства
Група дослідників під керівництвом геохіміка Ванесси Хельмбрехт з Мюнхенського університету Людвіга Максиміліана успішно відтворила ці первісні умови у своїй лабораторії. Моделюючи багаті на мінерали і позбавлені кисню умови ранньої Землі, вони спостерігали за ростом Methanocaldococcus jannaschii, одноклітинного археона, відомого своєю стійкістю в екстремальних умовах.
Цей мікроорганізм, спочатку виділений із гідротермального джерела біля узбережжя Мексики, використовує ацетил-КоА-шлях — метаболічний процес, який вважається однією з найдавніших форм фіксації вуглецю, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nature Ecology and Evolution.
У своїх експериментах команда ввела сульфідну рідину в багатий на залізо безкисневий розчин, що призвело до швидкого утворення димоподібних структур, які складаються з мінералів сульфіду заліза, таких як макінавіт і грейгіт. Ці структури, що нагадують природні гідротермальні джерела, виробляли молекулярний водень (H2) в результаті абіотичних реакцій.
При цьому вчені зазначили, що M. jannaschii не тільки виживав, а й процвітав у цьому середовищі, демонструючи експоненціальне зростання без додавання зовнішніх поживних речовин або вітамінів.
Присутність сульфідів заліза відіграла вирішальну роль у цьому процесі. Ці мінерали сприяли виділенню газоподібного водню, який слугував донором електронів для метаболізму M. jannaschii. Крім того, клітини вважали за краще жити поблизу частинок макінавіту, що відображає викопні свідчення, згідно з якими раннє мікробне життя часто виявляють в асоціації з подібними мінеральними відкладеннями.
Це дослідження є переконливим доказом, що підтверджує теорію про те, що життя на Землі могло зародитися в середовищі гідротермальних джерел. Здатність M. jannaschii використовувати водень, що утворюється в результаті мінеральних реакцій, дала змогу вченим припустити, що ранні форми життя могли використовувати аналогічні джерела енергії за відсутності сонячного світла і кисню.
Сам шлях ацетил-КоА не тільки стародавній, а й напрочуд ефективний, що вимагає меншої кількості ферментів, ніж інші способи фіксації вуглецю. Така простота могла бути вигідна в умовах ранньої Землі, де складні білки були в дефіциті. Сьогодні цей шлях зберігається у різних анаеробних мікроорганізмів, що підкреслює його неминущу значущість у біохімічному наборі життя.
Результати досліджень Хельмбрехт та її команди дають можливість зазирнути в минуле, ілюструючи, як будівельні блоки життя могли збиратися і функціонувати в екстремальних умовах. Поєднуючи геологію та біологію, це дослідження поглиблює наше розуміння життєстійкості та адаптивності життя, проливаючи світло на глибоке питання про те, як зародилося життя на нашій планеті.
Раніше Фокус писав про те, що життя на Землі з'являлося не один раз. Португальський астробіолог припускає, що вперше життя на планеті могло з'являтися кілька разів, причому в різних місцях.
Також Фокус писав про плани вчених будувати вогнестійкі стіни будівель, виготовлені з грибів. Гриби потрібні не тільки для наповнення нашого шлунка — скоро вони зможуть захистити ваш будинок від пожежі, завдяки новій незвичайній розробці вчених.
