Есть ли жизнь за пределами Земли — один из главных вопросов, на который у науки пока нет ответа. Приблизиться к разгадке помогает изучение того, как зародилась жизнь. Новое исследование в Scientific Reports проливает свет на один из этапов: как хрупкий сахар из космоса помог создать условия для выживания и стал основой важнейшей молекулы живого.
Считается, что жизнь возникла из сложной смеси воды, минералов и углеродсодержащих молекул — первичного бульона. Они могли существовать в океанах, озерах или источниках. В лабораториях их воссоздают с очищенными веществами: так проще выделить реакции, но теряются взаимодействия природной химии.
Ключевая молекула в таких опытах — РНК. Она хранит генетическую информацию и, как считается, была важна на заре жизни. Но образуется она непросто: ее основу составляет хрупкий сахар рибоза, которая при нагревании распадается на коричневую массу, как сахар в карамель. Защитить ее может бор: в форме бората он связывается с рибозой и мешает разрушению. «Борат защищает рибозу от разрушения, а рибоза помогает поддерживать растворенный борат в доступном состоянии», — отмечают авторы работы.
Опираясь на знания о древних породах, исследователи изучают места, похожие на колыбель жизни. Одно из них — поле горячих источников Пуга в Индии, в Гималаях. Там боратных солей так много, что их корки хрустят под ногами, как снег. Но растворенного бора в воде лишь несколько процентов от лабораторных концентраций: минералы плохо растворяются и оседают.
В новом исследовании с реальными минералами, включая корки из Пуги, ученые показали: рибоза объясняет, как в древней воде возникали высокие концентрации бора. Она способствует растворению боратных минералов и мешает образованию твердых частиц, поэтому больше бора остается доступным для реакций.
Четыре миллиарда лет назад Земля была иной: мало кислорода, сильный вулканизм, океаны с железом. Планету бомбардировали метеориты, приносившие воду и соединения углерода. Метеорит Мерчисон, упавший в Австралии в 1969 году, показал, каким был этот материал: в нем нашли рибозу и другие сахара.
Без микробов такие молекулы накапливались там, где поступление превышало распад. Бульон, в свою очередь, влиял на минералы ранней Земли: часть бора, которая иначе стала бы коркой, оставалась растворенной и меняла типы минералов. Рибоза встречается редко, но этиленгликоль и глицерин тоже связывают борат. Возможно, неживые молекулы влияли на минералы еще до жизни. Изменило ли это целые ландшафты — вопрос открытый, но его изучение помогает понять, где еще могла зародиться жизнь.
Ранее Наука Mail рассказывала, что биологи вычислили возможное «окно» для зарождения жизни на Земле.