У чому сіль. Вчені виявили важливу складову появи життя на Землі

В межах нового дослідження, де вчені вивчають, як з'явилося життя на Землі, виявили суміш солей, які в поєднанні з тепловими потоками розплавленої породи потенційно могли сприяти утворенню самовідтворювальних біомолекул, повідомляє Sciencealert

Самовідтворення — це ключова частина гіпотези "світу РНК". Вона полягає в тому, що рибонуклеїнові кислоти (РНК) можуть як зберігати біологічну інформацію, так і виконувати необхідне складання структур, щоб життя могло рости і розвиватися в його нинішньому стані.

Вчені розглянули суміш магнію і натрію, в тому вигляді, в якому вона могла бути на Землі в перші роки її існування. Щоб складання РНК працювало, потрібно відносно висока концентрація двозарядних іонів магнію і нижча концентрація однозарядного натрію.

"Виникає питання, яке середовище на ранній Землі могло забезпечити відповідні сольові умови для таких пребіотичних процесів. Одним із геологічно ймовірних процесів, які створюють солоне середовище, є вилуговування солей із базальту", — говорять учені.

"Базальт є одним із найпоширеніших типів гірських порід, які були в корі ранньої Землі, а також у корі інших планет земної групи в нашій Сонячній системі".

Базальтове скло

Вчені синтезували базальтове скло, яке з'являється на Землі при швидкому охолодженні розплавленого базальту. Аналіз витягнутого зі скла магнію і натрію завжди показував наявність більшої кількості натрію, ніж магнію.

Кількість магнію завжди була менше, ніж необхідно для правильного функціонування пребіотичної РНК. Вчені вирішили, що не вистачає конвективних потоків тепла.

"Все змінилося, коли ми додали потоки тепла, які, швидше за все, були присутні через високий рівень геологічної активності в пребіотичному середовищі", — говорить Крістоф Маст із Мюнхенського університету Людвіга Максиміліана в Німеччині.

"Ми довели, що поєднання базальтових порід і простих конвекційних потоків може призвести до оптимального співвідношення між іонами магнію і натрію в природних умовах".

Термодифузія

Температурні градієнти в тріщинах і порах базальтового скла створюють конвективні потоки, необхідні для оптимізації солей, а також переміщують більше іонів, створюючи так звану термодифузію. Це явище, яке спостерігається в сумішах частинок, де різні типи частинок демонструють різні реакції на силу температурного градієнта.

За словами вчених, конвекція і термодифузія, діючи разом, збільшують кількість іонів магнію в суміші, створюючи умови, при яких може виникнути самовідтворювана РНК. Подібні хімічні реакції могли відбуватися на Землі 4 мільярди років тому.

Дослідження показало, що вилуговування солей із базальту, якого багато в мантії Землі, відповідає гіпотезі "світу РНК". Це також розширює можливості сольових сумішей, які, можливо, допомогли в зародженні життя на Землі, кажуть науковці.

За словами дослідників, продемонстрований принцип можна застосувати до широкого діапазону концентрацій і складів солей і дуже актуальний для різних сценаріїв походження життя.