Серные «семена жизни» могли попадать на Землю из ее собственной атмосферы
Ученые из Университета Колорадо в Боулдере и NASA представили новое исследование, бросающее вызов традиционным представлениям о возникновении жизни на Земле. Полученные данные свидетельствуют о том, что ключевые биомолекулы, такие как соединения серы, могли формироваться непосредственно в атмосфере молодой планеты и попадать на ее поверхность с дождями, создавая необходимую биохимическую основу для появления первых живых организмов.
Руководитель исследования, профессор химии Элли Браун, отметила, что ранее научное сообщество придерживалось мнения, будто жизнь должна была возникнуть «с абсолютного нуля». Новые результаты показывают, что некоторые сложные молекулы были широко распространены в атмосфере даже в отсутствие жизни, что могло существенно облегчить и ускорить процесс зарождения живых систем.
Долгое время ученые не могли понять, откуда на ранней Земле взялись незаменимые «кирпичики жизни» — биомолекулы вроде углерода и серы, формирующие аминокислоты. Существовала гипотеза, что они являются продуктом уже существующей жизни. Однако эксперименты команды Браун и первого автора работы, научного сотрудника NASA Нейта Рида, опровергли это. Им удалось воссоздать в лаборатории условия ранней атмосферы, содержащей азот, углекислый газ, метан и сероводород, и, воздействуя на эту смесь светом, получить целый ряд серосодержащих биомолекул. Среди них были такие важные соединения, как кофермент М, критический для метаболизма, и аминокислоты таурин и цистеин.
Используя высокочувствительный масс-спектрометр, исследователи измерили концентрации созданных молекул и масштабировали данные на всю атмосферу ранней Земли. Расчеты показали, что атмосферные процессы могли поставлять на безжизненную тогда планету огромное количество цистеина — порядка одного октиллиона молекул. Хотя это меньше, чем содержится в биосфере сегодня, для только зарождающейся жизни этого могло быть вполне достаточно.
Хотя точные условия, в которых зародилась жизнь, остаются загадкой, и, как полагает Браун, для этого все же потребовались особые среды вроде районов возле вулканов или гидротермальных источников, новое открытие меняет парадигму. Оно не только помогает понять ранние этапы эволюции жизни на нашей планете, но и расширяет возможности поиска ее следов на других планетах, поскольку ключевые биомолекулы могут формироваться и в отсутствие живых организмов.
Исследование было в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.