Ученые открыли неожиданное “истинное происхождение жизни”

До сих пор ученые полагали, что бесчисленные удары молний из самых ранних облаков над поверхностью Земли произвели электричество, которое привело к возникновению жизни примерно 3,5 миллиарда лет назад, пишет Daily Mail.

Гипотеза Миллера-Юри десятилетней давности имела множество недостатков, включая тот факт, что молнии случаются очень редко, из-за чего ученым трудно поверить, что их было достаточно, чтобы обеспечить энергией весь океан.

Но новая теория "микромолний" открывает дверь к пониманию того, что эти химические реакции происходили постоянно и везде, где на доисторической Земле была вода, отмечает Daily Mail.

Профессор Ричард Заре из Стэнфордской школы гуманитарных наук утверждает: "На ранней Земле повсюду были водяные брызги – в расщелинах или на камнях, и они могли накапливаться и вызывать эту химическую реакцию”.

Предыдущие исследования показали, что ранняя атмосфера Земли, вероятно, содержала набор различных химических веществ, включая углекислый газ (co₂), азот (n₂), метан, аммиак и водород. Некоторые из этих исследований показали, что атмосфера состояла в основном из смеси CO₂-n₂ с меньшим количеством метана и аммиака. Это включает в себя гипотезу Миллера-Юри, выдвинутую в 1952 году американскими химиками Стэнли Миллером и Гарольдом Юри.

Более 70 лет спустя команда профессора Заре обнаружила, что одним из органических веществ, образующихся в результате микропросветления, был урацил - органическая молекула со связями углерод-азот.

Заре отметил, что углерод-азотные связи являются важным компонентом соединений, из которых состоят современные живые организмы, включая белки, ферменты и хлорофилл.

Урацил является одним из ключевых компонентов ДНК и РНК, которые содержат всю нашу генетическую информацию, поясняет Daily Mail. В частности, урацил является одним из четырех нуклеотидных оснований в РНК, одноцепочечном генетическом материале, которые действуют как молекулярные помощники ДНК. Между тем ДНК - это двухцепочечный генетический материал, который содержит инструкции для работы всех клеток организма.

Обнаружение строительных блоков жизни после этого необычного процесса, по-видимому, доказывает, что органический материал, скорее всего, не был нанесен молнией или метеоритом на Землю более трех миллиардов лет назад - он все это время находился в воде.

Итак, откуда же взялось электричество в доисторической воде? Ричард Заре и его команда обнаружили различные типы зарядов, образующихся при разбрызгивании воды. В частности, крупные капли часто несли положительный заряд, в то время как очень маленькие капли несли отрицательный заряд.

Обычно все атомы воды содержат одинаковое количество протонов и электронов. Однако разные заряды возникают в результате того, что разбрызгиваемая вода теряет или приобретает разное количество электронов, превращаясь в маленькие капельки. Проще говоря, разъясняет Daily Mail, когда волна разбивается о берег или капли разбрызгиваются из водопада, частицы воды теряют электроны (становятся положительно заряженными) или набирают их (становятся отрицательно заряженными), распадаясь на более мелкие капли.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, использовались высокоскоростные камеры, чтобы зафиксировать электрические искры, когда две противоположно заряженные капли сближаются, образуя микроразряды.

Заре добавил, что, хотя искры и не видны невооруженным глазом, они несут в себе много энергии. В ходе эксперимента, направив струю воды в смесь азота, метана, углекислого газа и аммиака, были получены три органических соединения. К ним относятся цианистый водород, аминокислота под названием глицин и урацил.

"Мы обычно думаем о воде как о чем-то безобидном, но когда она разделяется на маленькие капельки, вода становится очень реактивной", - объясняет Заре, добавив, что разбивающиеся волны или водопады, по-видимому, являются истинным источником жизни.