Учёные из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне предложили новую гипотезу, объясняющую, как на ранней Земле могли возникнуть ключевые биохимические реакции. По их мнению, важную роль в этом процессе сыграли обычные металлы, присутствовавшие в гидротермальных источниках на дне древнего океана.

Результаты исследования представлены в серии препринтов на сервере arXiv.org.

Загадка фосфата

Одной из главных трудностей в теориях происхождения жизни остаётся вопрос о появлении фосфата — соединения, без которого невозможны ДНК, РНК и молекула АТФ, главный источник энергии в клетках. Фосфат плохо растворяется в воде и с большим трудом вступает в химические реакции, что делает его возникновение в пребиотической среде маловероятным.

Исследователи предположили, что эту проблему могли решать металлы, действовавшие как природные катализаторы.

Лабораторные эксперименты

Поводом для гипотезы послужило изучение редких современных бактерий, способных превращать фосфит в фосфат и использовать высвобождающуюся энергию для синтеза важных биомолекул.

В лаборатории учёные протестировали действие различных металлов. Никель показал умеренную эффективность, а палладий значительно ускорил присоединение фосфатных групп к рибозе, глюкозе, аденозинмонофосфату и другим ключевым молекулам, необходимым для работы живых клеток.

Гидротермальные источники как лаборатория жизни

По мнению авторов, аналогичные реакции могли происходить миллиарды лет назад в серпентинизирующих гидротермальных источниках. В таких местах морская вода реагирует с породами верхней мантии Земли, создавая богатую водородом и химически активную среду.

Недавние геологические исследования подтверждают, что в этих источниках действительно присутствуют никель, палладий и другие потенциальные катализаторы, а также фосфит — ещё один ключевой компонент предложенного механизма.

Значение открытия

Если гипотеза подтвердится, она поможет объяснить, каким образом фосфат стал одним из фундаментальных строительных блоков жизни задолго до появления первых клеток. Гидротермальные источники могли одновременно поставлять и реагенты, и металлы-катализаторы, необходимые для запуска первых биохимических процессов.

Вкратце

Учёные из Дюссельдорфского университета предположили, что металлы в древних гидротермальных источниках могли катализировать реакции с участием фосфата и запустить формирование первых биомолекул. Эксперименты показали высокую эффективность палладия и никеля. Гипотеза связывает происхождение жизни с серпентинизирующими системами на океанском дне и предлагает новое объяснение появления ключевых компонентов живых клеток.