ArXiv: химические реакции металлов могли запустить развитие жизни на Земле

Ученые из Дюссельдорфского университета имени Генриха Гейне обнаружили, что химические реакции, запускаемые металлами в гидротермальных источниках на дне древнего океана, могли стать основой для возникновения жизни на Земле. Результаты исследования представлены в серии препринтов на сайте ArXiv.org.

Одной из главных загадок происхождения жизни остается роль фосфата — соединения, входящего в состав ДНК, РНК и молекулы АТФ, которая служит основным источником энергии для клеток. Проблема в том, что фосфат плохо растворяется в воде и с трудом вступает в реакции.

Авторы исследования считают, что на ранней Земле эту проблему могли решать металлы, присутствовавшие в гидротермальных источниках. Поводом для этой гипотезы стало изучение редких бактерий, которые способны превращать фосфит в фосфат и использовать высвобождающуюся энергию для синтеза важных биомолекул.

Чтобы проверить идею, исследователи протестировали различные металлы в лаборатории. Никель оказался умеренно эффективным катализатором, а палладий значительно ускорял присоединение фосфатных групп к рибозе, глюкозе, аденозинмонофосфату и другим молекулам, необходимым для работы живых клеток.

По мнению ученых, аналогичные реакции могли происходить миллиарды лет назад в так называемых серпентинизирующих гидротермальных источниках. В них морская вода взаимодействует с породами мантии Земли, создавая условия для образования водорода и других химически активных веществ.

Недавние геологические исследования показали, что такие источники действительно содержат никель, палладий и другие потенциальные катализаторы. Кроме того, ранее в этих породах был обнаружен фосфит — еще один ключевой компонент предложенного механизма.

По словам исследователей, гидротермальные источники могли одновременно поставлять и реагенты, и металлы, необходимые для запуска первых биохимических реакций. Если гипотеза подтвердится, она поможет объяснить, каким образом фосфат стал одним из фундаментальных строительных блоков жизни задолго до появления первых клеток.