Международная группа ученых предложила новую теорию происхождения жизни на Земле, согласно которой ей предшествовала не «первичный бульон», а тонкие пленки из слизи или геля, покрывавшие поверхность планеты. В рамках гипотезы, отдающей приоритет гелеобразной среде (так называемая теория «сначала гель»), исследователи предполагают, что именно гелеобразные матрицы, прикрепленные к минералам и горным породам, могли стать той недостающей средой, которая позволила хаотичным химическим реакциям организоваться в сложные и самовоспроизводящиеся сети, дав старт биологической эволюции.
Долгое время наука отталкивалась от концепции «первичного бульона» — водоема, насыщенного органическими молекулами под воздействием энергии молний или вулканов. Однако главной проблемой этой гипотезы всегда оставалось разбавление: в объеме воды полезные молекулы дрейфуют отдельно друг от друга, и реакции конкурируют с диффузией, что мешает усложнению химических соединений. Новая модель предполагает, что для перехода химии в биологию необходима пространственная организация. Эту роль, по мнению авторов, могли сыграть именно гелеобразные структуры.
Предложенная учеными модель описывает гель как нечто среднее между твердым телом и жидкостью — мягкую материю, способную удерживать воду, но при этом захватывать и концентрировать молекулы внутри полустабильной сети. Такие структуры, напоминающие внеклеточный материал современных микробных биопленок, могли служить естественными концентраторами, удерживая необходимые для реакций вещества и отсеивая лишние, а также сглаживая перепады температуры, кислотности и солености. Это позволяло химическим системам преодолевать ключевые барьеры, такие как низкая эффективность реакций полимеризации и автокатализа в разбавленной среде.
Наиболее интригующим аспектом гипотезы является предположение, что гелевые системы могли поддерживать зачаточные метаболические процессы задолго до появления настоящих клеток. Внутри матрицы могли стабилизироваться автокаталитические сети (реакции, которые усиливают собственное воспроизводство) и зарождаться процессы матричного синтеза, где молекулы помогают формированию себе подобных. Таким образом, жизнь не возникла внезапно внутри аккуратно упакованной мембраны, а прошла стадию организованных химических систем в «липких» пленках на поверхности. Инкапсуляция в клетки стала следующим этапом, ускорившим эволюцию.
Эта теория имеет значение не только для понимания земного прошлого. Ученые вводят понятие «ксенопленок» — инопланетных аналогов биопленок, которые могут состоять из неземных строительных блоков и не походить на привычные нам клетки с ДНК. Авторы , что в поиске внеземной жизни на Марсе или спутниках Юпитера и Сатурна важно использовать агностические стратегии, способные обнаружить структурированные химические сети или поверхностные органические матрицы, а не только формы, похожие на клетки. Исследователи признают, что это лишь одна из многих теорий, однако она синтезирует разрозненные данные в единую картину, ставя примитивные гели в центр обсуждения происхождения жизни.