|
Смоделировали самые ранние дни существования жизни
|
|
|
|
Несмотря на продолжающиеся поиски человечеством внеземной жизни, единственные организмы (микробные или иные), которые мы пока обнаружили, находятся прямо здесь, на планете Земля. Однако обнаружить жизнь за пределами этой бледно—голубой точки было бы проще, если бы мы точно знали, как и где зародилась жизнь здесь, дома - в конце концов, чтобы что-то найти, нужно знать, что именно вы ищете. Поиск жизни на земле пока остается неразгаданной загадкой, но со временем медленно, но верно появилось несколько ведущих гипотез.
|
|
|
|
Одна из них, известная как “Гипотеза горячих источников”, утверждает, что колыбель жизни в том виде, в каком мы ее знаем, представляла собой совокупность вулканических горячих источников, в которых содержались необходимые химические элементы, вода и энергия для запуска реакций, которые в конечном итоге привели к возникновению протоклеток. Ключевым элементом этой теории является процесс, известный как циклирование "мокрое-сухое" (WD). Со временем ученые обнаружили, что важнейшие полимеры (такие как РНК и пептиды) могут быть синтезированы с помощью циклирования WD, поскольку сухие фазы запускают реакции конденсации, в то время как влажные фазы способствуют молекулярной диффузии. В лабораторных условиях было показано, что этот процесс создает условия, необходимые для примитивной метаболической активности и системы прогенотов — гипотетической в настоящее время добиотической стадии жизни, которая включает в себя последнего универсального общего предка жизни, или LUCA.
|
|
|
|
|
|
|
Однако проверить гипотезу о горячих источниках непросто, поскольку исследования часто ограничиваются моделированием круговорота воды в одном бассейне. Но в новом исследовании, опубликованном в журнале Astrobiology, группа исследователей из Университета Нового Южного Уэльса и Университета Кертина в Австралии продвинулась еще на один шаг вперед. Они тщательно напечатали на 3D-принтере целую систему химических бассейнов, чтобы имитировать древние поля с горячими источниками, которые, возможно, дали начало ранней жизни.
|
|
|
|
“Сохранившиеся поля горячих источников обычно состоят из многоярусных бассейнов, соединенных естественными поверхностными каналами и подземными жилами, с потоком жидкости, управляемым силой тяжести, брызжущими гейзерами и периодическими циклами испарения–выпадения осадков”, - пишут авторы. “Предыдущие исследования были сосредоточены на моделировании циклов термообработки в пределах одного бассейна, что исключает моделирование многих гидротермальных условий, таких как различный минералогический состав и переменная температура, pH и расход воды внутри и между несколькими бассейнами с горячими источниками”.
|
|
|
|
Система содержит множество чашек, напечатанных на 3D-принтере, управляемых Arduino Uno, что позволило исследователям независимо регулировать температуру в каждом “бассейне” — некоторые бассейны были нагреты почти до кипения, в то время как другие близлежащие бассейны оставались чуть теплыми, что имитировало реальные поля с горячими источниками. Чтобы протестировать систему, исследователи стремились создать липидные мембраны, известные как везикулы (важнейшие ингредиенты для этих ранних протоклеток), путем многократного высыхания и повторного заполнения резервуаров (так называемый цикл WD), каждый из которых был покрыт жирными кислотами, присутствующими в образцах метеоритов. Система не только произвела эти везикулы, но и в конечном итоге продемонстрировала признаки того, что введенные молекулы РНК обволакивают, по сути, первичные протоклетки.
|
|
|
|
“Эта модель бассейна с горячими источниками идеально подходит для экспериментов, направленных на понимание процесса формирования протоклеток и исследования инкапсуляции полимеров”, - пишут авторы. - Модульный характер симулятора позволит разрабатывать и тестировать более совершенные прототипы для будущих экспериментов с целью сочетания геохимической сложности с пребиотической химией”.
|
|
|
|
Дальнейшее подтверждение того, что горячие источники являются жизнеспособными кандидатами на формирование жизни, потенциально будет иметь огромные последствия для поиска жизни за пределами нашей планеты. В конце концов, законы физики одинаковы во всей Вселенной, и то, что происходит здесь, технически может происходить где угодно — при условии, что у вас есть вода, химикаты и энергия.
|
|
|
|
Источник
|
