Учёные нашли возможную геологическую среду, где могла зародиться жизнь на Земле
Группа исследователей из Германии предложила правдоподобный сценарий, в котором нуклеиновые кислоты — фундаментальные генетические строительные блоки жизни — могли сами реплицироваться, что, возможно, привело к зарождению жизни на нашей планете.
В своей работе, опубликованной в журнале eLife, ученые описывают простой геологический процесс: поток газа, проходящий над узким каналом воды, создает физические условия, способствующие репликации нуклеиновых кислот. Этот процесс мог происходить в пористых вулканических породах на ранней Земле, где вода, содержащая биомолекулы, испарялась под воздействием газового потока.
Исследователи создали лабораторную модель такой среды, имитируя пористую скалу с восходящим потоком воды, испаряющейся при встрече с поперечным потоком газа. Это приводило к накоплению растворенных нуклеиновых кислот и солей на поверхности воды. Используя флуоресцентно меченые короткие фрагменты ДНК, они наблюдали за динамикой процесса.
Результаты показали, что в течение пяти минут концентрация ДНК у поверхности увеличивалась в три раза, а через час — в 30 раз. Это создавало условия, достаточные для репликации нуклеиновых кислот. Кроме того, без изменения температуры, за счет колебаний концентрации солей, происходило разделение двойных цепей ДНК, что необходимо для завершения цикла репликации.
Используя метод флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET), ученые подтвердили, что в данной системе происходит как образование двойных цепей ДНК, так и их разделение. При добавлении фермента, способного синтезировать ДНК, они наблюдали увеличение количества двойных цепей, подтверждая возможность репликации в таких условиях.
Наше исследование показывает, что простой геологический процесс мог создать условия для репликации нуклеиновых кислот на ранней Земле без изменения температуры, — отмечает профессор Дитер Браун, один из авторов работы. - Это расширяет спектр возможных сред, где могла зародиться жизнь на планетах.
Данное открытие важно для понимания происхождения жизни и может помочь в поиске жизни на других планетах, показывая, что необходимые условия могут быть проще, чем считалось ранее.