|
Подводные газы оспорили авторство жизни у первичного супа
|
|
|
|
Хотя разменявшая уже девятый десяток концепция зарождения органических молекул из "первичного бульона" и остаётся главенствующей в современном научном мире, она далеко не совершенна. Ключевой вопрос теории – отсутствие источника энергии, которая могла бы запустить такой процесс, – успешно разрешается в новом исследовании.
|
|
|
|
Команда специалистов под руководством Ника Лейна (Nick Lane), профессора университетского колледжа в Лондоне (University College London), в результате долгих изысканий сумела найти ключ к термодинамическому парадоксу "бульонной теории".
|
|
|
|
Вкратце он состоит в том, что насыщенный органическими веществами "суп", рассеянный по всему океану, попросту не позволял бы первым клеткам получать достаточно энергии для жизнедеятельности.
|
|
|
|
По мнению учёных, органические соединения возникли из газов (H2, CO2, N2, H2S), а непосредственным толчком к образованию жизни послужили созданные в гидротермальных источниках на дне океана геохимические протонные градиенты (разница в концентрации протонов). Такие источники должны были быть пронизаны своеобразными порами микроскопического размера.
|
|
|
|
Хемиосмос же (chemiosmosis) – процесс аналогичной диффузии ионов (обычно ионов Н+, то есть протонов) (иллюстрации Wikipedia Commons/University of Wisconsin).
|
|
|
|
При проходе через эти крошечные отверстия каталитические протоклетки использовали возникающий в таких источниках градиентный эффект для производства аденозинтрифосфата (АТФ) – нуклеотида, играющего важнейшую роль в обмене энергии и веществ в организмах, "универсального аккумулятора" для живых систем.
|
|
|
|
По логике учёных, ранние клетки могли сформироваться в результате процесса хемиосмоса, а позже эволюционировать для создания своего собственного протонного градиента благодаря механизму переноса электрона от донора к акцептору.
|
|
|
|
Как считают исследователи, первым таким донором был водород, а акцептором – СО2.
|
|
|
|
В таком случае причина "хемиосмотичности" всех сегодняшних организмов заключается в том, что они унаследовали этот процесс именно от тех первых клеток на дне океанов.
|
|
|
|
Наиболее вероятные кандидаты на зарождение жизни в таком случае — гидротермальные источники срединно-океанических хребтов (чёрные курильщики), давний объект интереса учёных.
|
|
|
|
Эксперименты, проводившиеся до этого, показали, что при температуре свыше 80 градусов в них может происходить абиогенный синтез органических веществ из неорганических соединений. Катализатором этих реакций служат присутствующие в гидротермальных водах твёрдые частицы с содержанием железа и никеля.
|
|
|
|
Более знакомый русскому читателю термин первичный бульон был независимо изобретён советским биологом Александром Опариным, который, кстати, ещё до Холдейна в 1924 году выдвинул теорию о постепенной эволюции углеродосодержащих молекул – того, что в более широком смысле потом назовут абиогенезом.
|
|
|
|
Проведённый в 1953 году проверочный эксперимент Миллера — Юри показал наличие в конечной смеси пяти аминокислот, однако более точный повторный анализ 2008 года показал, что их образовалось на самом деле 22.
|
|
|
|
"Почти невозможно представить, как жизнь могла возникнуть без хемиосмоса, — говорит Лейн, награждённый в прошлом году премией за своё исследование. — Пришло время отказаться от классического понимания "первичного супа" как источника "жизни без кислорода", которое восходит ко времени, когда никто ещё не понимал, как синтезируется АТФ".
|
|
5 февраля 2010
|
|
http://www.membrana.ru/articles/inventions/2010/02/05/141500.html
|
