Учёные пришли к мнению, что жизнь на нашей планете возникла из глины
Глина, на первый взгляд бесплодная смесь минералов, возможно, была местом зарождения жизни на Земле, или по крайней мере сложных соединений, ставших основой для возникновения живых микроорганизмов. К этому выводу пришли учёные и биологи из Cornell University, результаты исследований которых будут опубликованы в журнале Scientific Reports уже 7 ноября.
По словам профессора Dan Luo из Kavli Institute, принимавшего участие в исследованиях, он и его коллеги предполагают, что на раннем этапе эволюции нашей планеты, когда Земля была практически полностью покрыта водой, именно глина выступила в роли цитоплазмы, опоясывающей биомолекулы, тем самым обеспечив условия для протекания биохимических реакций. По мнению биологов в глине появились первые клетки.
В моделируемой древней морской воде, глина формировала гидрогель – множество микроскопических пустот, способных впитывать воду, подобно губке. Через миллиарды лет, химические соединения, «заточённые» в таких пустотах, выполнили комплекс сложных реакций, в результате которых сформировались белки, ДНК и в конечном итоге все необходимые компоненты, обеспечивающие зарождение клеток. Глиняный гидрогель стал своего рода предшественником мембран, который препятствовал сбоям в протекании химических процессов. Биологи допускают, что аминокислоты и прочие биомолекулы сформировались внутри таких «пор» глиняного гидрогеля.
Дабы поверить свои предположения, группа Luo экспериментальным путём продемонстрировала синтез белка в аналоге глиняного гидрогеля. Исследователи ранее использовали синтетические гидрогели в качестве «бесклеточной» среды для производства белка. Заполнив губчатый материал ДНК, аминокислотами и несколькими битами клеточных организмов, можно в лабораторных условиях создать белки.
Чтобы сделать этот процесс полезным для массового производства белков, необходимых в большом количестве для производства фармацевтических препаратов, необходимо много гидрогеля. Исследователи поставили перед собой цель найти более дешёвый способ производства белков. Учёный Dayong Yang заметил, что глина – это великолепный материал для формирования гидрогеля. Почему именно глина? – Ввиду ей относительной дешевизны. Для учёных стало неожиданностью, что столько распространённая на Земле осадочная горная порода – идеальный гидрогель, который позволит в разы увеличить производства белка.
Учёным практически сразу пришла идея, что их открытие, возможно, поможет ответить на извечный вопрос, относительно того, как всё же возникли на Земле биомолекулы?
Эксперименты Carl Sagan из Cornell и некоторых других исследователей показали, что аминокислоты и другие биомолекулы, возможно сформировались в исконных океанах, получая энергию от молний или жерл вулканов. Но в огромном океане, как молекулы могли объединится в более сложные структуры и что защищало их от суровых условий окружающей среды?
Учёные предположили, что крошеные фрагменты жира или полимеров, выполняли роль клеточных мембран. Глина является перспективной в этом плане осадочной горной породой, поскольку биомолекулы вполне возможно были ей свойственны. Теоретики показали, что цитоплазма – внутренняя окружающая среда клетки – ведёт себя также, как и гидрогель. По словам Luo, глиняный гидрогель лучше защищает от разрушительных ферментов (названных «нуклеазами»), которые могли бы разрушить ДНК и прочие биомолекулы.
Как ещё одно свидетельство предложенной теории, геологическая теория показывает, что глина впервые появилась в результате вымывания из горных пород силикатов, как раз в то время, когда биомолекулы начали формироваться в протоклетки – подобные клеткам структуры – ив конечном итоге в мембраны. Геологические события полностью согласуются с биологическими аспектами.
То, как именно происходило формирование биологических компонентов, учёным ещё предстоит выяснить, отметил Luo. В настоящее время возглавляемая им исследовательская группа работает над тем, чтобы объяснить, почему глиняный гидрогель идеально подходит для производства белка, дабы в будущем найти этому открытию практическое применение.
Таким образом, учёные неким образом подтвердили религиозное представление о возникновении жизни на Земле, согласно которому, как написано в Библии, первый человек на нашей планете был сотворён из глины.