Aiškėja, iš kokio molio drėbta gyvybė: mokslininkai atskleidė pirmuosius gyvybės evoliucijos žingsnius

Remiantis dabartini įsivaizdavimu, gyvybės užsimezgimas Žemėje vyko lygiagrečiai su geologiniais procesais. Abu šie mechanizmai veikė vienas kitą: molingi mineralai katalizavo sudėtingų organinių molekulių – būsimų protoląstelių elementų – susidarymą, kurios savo ruožtu, stimuliavo mineralų formavimąsi. Daroma prielaida, kad dėl savybės surišti įelektrintas molekules ir didelės adsorbcijos, molis galėjo tapti polimerų, pavyzdžiui, RNR, sintezės iš nukleotidų ir ląstelių membranų prototipų susidarymo iš riebiųjų rūgščių, „padėklu“. Todėl molingi minerlai domina tiek geologus, tiek ir evoliucijos biologus.

Biochemijos požiūriu, iš neorganinių molio komponentų įdomiausias yra cinkas. Tikėtina, jis suvaidino vaidmenį ir abiogenezėje (organinių molekulių susidaryme), dar prieš tapdamas evoliuciniu ląsteles saugančių ir jų struktūrą padedančia išlaikyti dalimi. Kaip žinia, cinko sulfidui būdinga fotokatalizė — šviesos energijos pavertimas cheminių ryšių energija, tad ši savybė yra „cinko pasaulio“ hipotezės atspirties taškas. Kalbama apie abiogeninę fotosintezę, kurią vėliau gyvi organizmai išmoko atlikti sudėtingais baltymų komplesksais.

Anksčiau mokslininkams pavyko cinko sulfidu katalizuoti Krebso ciklo (vieno iš pagrindinių ląstelėse vykstančių procesų) elementų tarpusavio kitimus laboratorinėmis sąlygomis. Naujame darbe Masačiusetso technologijų instituto, Makgilio universiteto ir Kentukio valstijos universiteto mokslininkai patikrino, ar šios rūgštys gali stimuliuoti cinko turinčių mineralų formavimąsi. Vienas iš ciklo komponentų yra gintaro rūgštis, kuri dėl savo struktūros gali sujungti įvairių metalų – taip pat ir svarbaus molio komponento, aliuminio – jonus. Naudodami gintaro rūgštį, mokslininkai mėgintuvėlyje sukūrė molio mineralą saukonitą. Kristalai gauti iš 90 °C laipsnių tirpalo normaliame atmosferos slėgyje per 20 valandų.

Be vandens ir gintaro rūgšties, tirpale dar panaudoti metalų jonai ir silicio rūgštis. Pasak mokslininkų, nurodytos sąlygos buvo optimalios, tačiau mineralai formavosi ir esant kitoms temperatūroms, nors ir ne taip sparčiai. Kadangi reakcija vyksta gan plačiame aplinkos sąlygų diapazone, galima daryti prielaidą, kad evoliucijos metu dėl fotokatalizės atsiradusios organinės molekulės sukėlė ir molingo grunto susiformavimą, kuris buvo svarbus sudėtingų organinių molekulių susidarymo veiksnys.

Straipsnis publikuotas Scientific Reports žurnale.

Anksčiau JAV chemikai parodė, kad veikiant ultravioletiniam spinduliavimui, vandenilio sulfidas, senilinė rūgštis ir fosforas galėjo sukelti pagrindinių organinių molekulių — lipidų, aminorūgščių ir nukleotidų — atsiradimą tuo pačiu metu.

D. Strigun

naked-science.ru