Повториха в лаборатория процеса по зараждане на живот

Животът се е зародил на Земята преди около 4 милиарда години, приблизително по същото време, когато планетата е преживяла обстрел от големи метеорити.

Това събитие е получило названието Късна тежка бомбардировка.

Много изследователи, включително Сватоплак Цивиш от Чешката академия на науките, смятат, че това съвпадение не е случайно.

Един от метеоритите, сблъскал се с нашата планета в самото начало на нейната история, може да е донесъл живота на Земята.

Изследователският екип на Цивиш моделирал падането на метеорита на ранната Земя – учените обстреляли с мощния лазер на инсталацията PALS образци от формамид – течност, която е съществувала на нашата планета.

Температурата на образците се повишила до 4200 градуса, а под въздействието на рентгенови лъчи и високо ултравиолетово лъчение възникнали химични радикали.

Тези радикали на свой ред встъпили в реакция с водорода, а остатъкът от формамид генерирал 2,3-диаминомалеонитрил (DAMN), който се явява химичен предшественик на нуклеините.

Когато Цивиш и колегите му изучили крайните продукти на реакцията, те открили всички четири бази на РНК – аденин, гуанин, цитозин и урацил. Три от тях дори присъстват в ДНК.

Идеята, че формамидът е изиграл важна роля в произхода на живота на Земята, е предложена през 2001 година от двама италиански изследователи – Рафаеле Саладино и Ернесто ди Мауро.

Формамидът се образува, когато циановодородната киселина, присъстваща в ранната земна атмосфера, реагира с водата. Саладино и Ди Мауро използвали други начини за генериране на четирите бази на формамида. Но изследователската работа на Цивиш те нарекли „първия случай, когато солидната теоретична основа и експерименталните данни са представени заедно“.

Италианските изследователи също подчертали, че дори биологично по-важни молекули могат да бъдат получени, ако в хода на експеримента се разгледа ролята на различни минерали, които биха могли също да са доставени от метеорити и да влязат в качеството на катализатори.

Инсталацията PALS в Прага, която изследователите използвали за пресъздаването на първите искри на живот.
© Dagmar Civisova

Предишни изследвания също показаха, че някои класи метеорити вече съдържат нуклеотиди, включително аденин и гуанин. Но в хода на дадения експеримент станало ясно, че сблъсъкът на небесни тела с планета могат да генерират тези строителни блокчета на живота.

Подобни процеси може да са имали голямо значение за ранната история на Земята. В периода на Късната тежка бомбардировка, която е започнала преди около 4 млрд. години и е продължила около 150 млн. години, големи космически обекти са „обстрелвали“ не само нашата планета и Луната, но и Меркурий, Венера и Марс.

Някои учени смятат, че тези събития и тяхното въздействие върху климата – обратно, могли са да очистят повърхността на Земята от всякакъв живот, който вече може да се е бил зародил. Но резултатите от новото изследване показали, че благодарение на бомбардировката на нашата планета може да са попаднали необходимите за развитието на живот съставки.

Научната статия на Цивиш и колегите му е публикувана в изданието PNAS.