|
Жизнь на Земле возникла благодаря микроосвещению
|
|
|
|
Новое исследование показало, что жизнь на Земле, возможно, возникла благодаря "микроосвещению", вызванному грохотом водопадов и океанских волн. Крошечные "микроразрядные" искры образуются, когда капли воды от разбивающихся волн сталкиваются и распадаются.
|
|
|
|
Ученые из Стэнфордского университета создали микроскопические электрические заряды в лаборатории и смешали их с газами, которые были обнаружены в ранней атмосфере.
|
|
|
|
Эта комбинация образовала цепочки органических атомов (молекул), включая строительные блоки ДНК.
|
|
|
|
До сих пор ученые полагали, что бесчисленные удары молний из самых ранних облаков над поверхностью Земли произвели электричество, которое привело к возникновению жизни примерно 3,5 миллиарда лет назад.
|
|
|
|
Гипотеза Миллера-Юри десятилетней давности имела множество недостатков, включая тот факт, что молнии случаются очень редко, из-за чего ученым трудно поверить, что их было достаточно, чтобы обеспечить энергией весь океан.
|
|
|
|
Но новая теория "микропросветления" открывает дверь к пониманию того, что эти химические реакции происходили постоянно и везде, где на доисторической Земле была вода.
|
|
|
|
|
|
|
Профессор Ричард Заре (Richard Zare) из Стэнфордской школы гуманитарных наук сказал: "На ранней Земле повсюду были водяные брызги – в расщелинах или на камнях, и они могли накапливаться и вызывать эту химическую реакцию.
|
|
|
|
Предыдущие исследования показали, что ранняя атмосфера Земли, вероятно, содержала набор различных химических веществ, включая углекислый газ (CO2), азот (N2), метан, аммиак и водород.
|
|
|
|
Некоторые из этих исследований показали, что атмосфера состояла в основном из смеси CO2-N2 с меньшим количеством метана и аммиака.
|
|
|
|
Это включает в себя гипотезу Миллера-Юри, выдвинутую в 1952 году американскими химиками Стэнли Миллером и Гарольдом Юри.
|
|
|
|
Более 70 лет спустя команда Заре обнаружила, что одним из органических веществ, образующихся в результате микропросветления, был урацил - органическая молекула со связями углерод-азот.
|
|
|
|
Заре отметил, что углерод-азотные связи являются важным компонентом соединений, из которых состоят современные живые организмы, включая белки, ферменты и хлорофилл.
|
|
|
|
Урацил является одним из ключевых компонентов ДНК и РНК, которые содержат всю нашу генетическую информацию.
|
|
|
|
В частности, урацил является одним из четырех нуклеотидных оснований в РНК, одноцепочечном генетическом материале, которые действуют как молекулярные помощники ДНК.
|
|
|
|
Между тем, ДНК - это двухцепочечный генетический материал, который содержит инструкции для работы всех клеток организма.
|
|
|
|
Обнаружение строительных блоков жизни после этого необычного процесса, по-видимому, доказывает, что органический материал, скорее всего, не был нанесен молнией или метеоритом на Землю более трех миллиардов лет назад - он все это время находился в воде.
|
|
|
|
Итак, откуда же взялось электричество в доисторической воде? Заре и его команда обнаружили различные типы зарядов, образующихся при разбрызгивании воды.
|
|
|
|
В частности, крупные капли часто несли положительный заряд, в то время как очень маленькие капли несли отрицательный заряд.
|
|
|
|
Обычно все атомы воды содержат одинаковое количество протонов и электронов. Однако разные заряды возникают в результате того, что разбрызгиваемая вода теряет или приобретает разное количество электронов, превращаясь в маленькие капельки.
|
|
|
|
Проще говоря, когда волна разбивается о берег или капли разбрызгиваются из водопада, частицы воды теряют электроны (становятся положительно заряженными) или набирают их (становятся отрицательно заряженными), распадаясь на более мелкие капли.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, использовались высокоскоростные камеры, чтобы зафиксировать электрические искры, когда две противоположно заряженные капли сближаются, образуя микроразряды.
|
|
|
|
Заре добавил, что, хотя искры и не видны невооруженным глазом, они несут в себе много энергии.
|
|
|
|
В ходе эксперимента, направив струю воды в смесь азота, метана, углекислого газа и аммиака, были получены три органических соединения.
|
|
|
|
К ним относятся цианистый водород, аминокислота под названием глицин и урацил.
|
|
|
|
"Мы обычно думаем о воде как о чем-то безобидном, но когда она разделяется на маленькие капельки, вода становится очень реактивной", - сказал Заре, добавив, что разбивающиеся волны или водопады, по-видимому, являются истинным источником жизни.
|
|
|
|
Источник
|
