ДНК на Земле могла возникнуть благодаря радиации и вопреки наличию воды

0


Учёные открыли процесс, который мог привести к образованию на древнейшей Земле формамида. Это вещество, которое является одним из самых вероятных кандидатов на роль среды для возникновения первых молекул ДНК и РНК. Ключевую роль в обнаруженном механизме играет гамма-излучение природных месторождений радиоактивных веществ. О таком результате сообщает научная статья, которую в журнале Scientific Reports опубликовала группа исследователей во главе с Закари Адамом (Zachary Adam) из Гарвардского университета.

Более полувека науке известно, что с тезисом "вода – колыбель жизни" не всё так просто. Избыток воды мешает образованию важнейших биологических молекул: ДНК, РНК и белков. Сегодня живые клетки обходят это препятствие, используя сложнейшие биохимические механизмы. Но вряд ли такие изощрённые средства имелись у первых возникающих на Земле "молекул жизни".

Каким же образом эволюция обошла это препятствие? Учёные предлагают разные модели. Например, популярна идея, что жизнь возникла в периодически пересыхающей среде. Это могла быть кромка берега, орошаемая приливами, или, скажем, "чаша" вокруг гейзера.

Альтернативная гипотеза состоит в том, что средой для синтеза первых биологических молекул послужила вообще не вода. Тогда какое вещество могло сыграть эту роль?

Учёные давно обратили внимание на формамид. Эта довольно простая органическая молекула обладает уникальными свойствами. Формамид не просто способствует образованию биополимеров, он и сам, вступая в различные химические реакции, превращается в аминокислоты, нуклеотиды и другие важные "строительные блоки жизни".



Сегодня формамида на Земле сколько угодно: его в больших количествах синтезируют для производства лекарств и пестицидов. Но четыре миллиарда лет назад планета не изобиловала химическими комбинатами. Требовалось найти естественный источник этого вещества, а вот с этим и была проблема.

Конечно, формамид обнаружен в космосе и мог быть занесён на Землю метеоритами. Но таким путём трудно получить большие резервуары концентрированного вещества, а именно это требуется для запуска "биологического синтеза".

Адам и его коллеги, возможно, нашли решение. В своих экспериментах они подвергали цианид водорода и ацетонитрил (а эти вещества наверняка присутствовали на ранней Земле) воздействию гамма-лучей. Учёные обнаружили, что при этом запускается сложная сеть реакций, где одним из основных продуктов является формамид.

Однако откуда же за миллиарды лет до рождения супругов Кюри на Земле возьмутся столь мощные источники радиации? Ведь космическое излучение этого диапазона, к счастью для нас, поглощается атмосферой.

И здесь авторы вспоминают о природном ядерном реакторе в Окло. Правда, он действовал значительно позже, но кто сказал, что это единственный такой реактор за всю историю Земли? А между тем подобное "устройство", по расчётам исследователей, могло производить от 0,1 до 1 моля формамида на квадратный метр поверхности в год. Как уточняет ресурс Phys, это в миллион раз больше тех значений, которые могла бы обеспечить "доставка из космоса".

Впрочем, можно обойтись и без такой экзотики, как природный ядерный реактор. Обыкновенное рассыпное месторождение радиоактивных руд может продуцировать 0,1‒0,8 молей нужного вещества в год – правда, уже на квадратный километр поверхности.

Сейчас исследователи изучают открытую ими систему реакций, чтобы выяснить, демонстрирует ли она сложное поведение, которое ожидается от "предшественника экосистемы".


QR-код адреса страницы:

Похожие новости

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Лента новостей
     
    Опрос

    Сколько часов вам нужно, чтобы выспаться?