Процесс зарождения жизни на Земле повторили в лаборатории
Жизнь зародилась на Земле около 4 миллиардов лет назад, примерно в то же время, когда планета переживала обстрел крупными метеоритами. Это событие получило название Поздняя тяжёлая бомбардировка.
Многие исследователи, в том числе Сватоплак Цивиш (Svatopluk Civiš) из академии наук Чешской республики в Праге, уверены, что это совпадение не случайно. Один из метеоритов, столкнувшихся с нашей планетой в самом начале её истории, мог принести на Землю жизнь.
Результаты нового исследования указывают на то, что ключевые компоненты генетического материала появились на древней Земле благодаря внеземному воздействию
Исследовательская группа Цивиша смоделировала падение метеорита на раннюю Землю: учёные обстреляли лазером высокой мощности из установки PALS образцы формамида — жидкости, которая существовала на нашей планете.
Температура образцов повысилась до 4200 градусов, а под воздействием рентгеновских лучей и жёсткого ультрафиолетового излучения возникли химические радикалы.
Эти радикалы, в свою очередь, вступили в реакцию с водородом, а остаток формамида сгенерировал 2,3-диаминомалеонитрил (DAMN), который является химическим предшественником нуклеинов.
Когда Цивиш и его коллеги изучили конечные продукты реакции, они обнаружили все четыре основания РНК: аденин, гуанин, цитозин и урацил. Три из этих оснований также присутствуют в ДНК.
Идея о том, что формамид сыграл важную роль в происхождении жизни на Земле, была предложена в 2001 году двумя итальянскими исследователями, Раффаэле Саладино (Raffaele Saladino) и Эрнесто Ди Мауро (Ernesto Di Mauro).
Формамид образуется, когда синильная кислота, присутствовавшая в ранней земной атмосфере, реагирует с водой. Саладино и Ди Мауро использовали другие способы генерации четырёх оснований из формамида. Однако исследовательскую работу Цивиша они назвали "первым случаем, когда твёрдое теоретическое обоснование и экспериментальные данные были представлены вместе".
Итальянские исследователи также подчеркнули, что даже более биологически важные молекулы могут быть получены, если в ходе эксперимента рассмотреть роль различных минералов, которые могли быть также доставлены метеоритами и выступить в качестве катализаторов.
Установка PALS в Праге, которую исследователи использовали для воссоздания первой искры жизни (фото Dagmar Civisova).
Предыдущие исследования также показали, что некоторые классы метеоритов уже содержат нуклеотиды, в том числе аденин и гуанин. Однако в ходе данного эксперимента удалось выяснить, что столкновение небесных тел с планетой может генерировать эти строительные блоки жизни.
Подобные процессы могли иметь большое значение для ранней истории Земли. В период Поздней тяжёлой бомбардировки, которая началась около 4 миллиардов лет назад и длилась примерно 150 миллионов лет, крупные космические объекты "обстреливали" не только нашу планету и Луну, но и Меркурий, Венеру и Марс.
Некоторые учёные полагают, что эти события и их воздействие на климат, наоборот, могли очистить поверхность Земли от любой жизни, которая уже могла зародиться к тому времени. Но результаты нового исследования показали: благодаря Бомбардировке на нашу планету могли попасть необходимые для развития жизни ингредиенты.
Научная статья группы Цивиша была опубликована в издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
