Як виникло життя на Землі: розгадку приховують крихітні кристали всередині стародавніх порід (фото)

Історія Землі налічує понад 4,5 мільярда років, проте нам усе ще мало відомо про те, як на ній зародилося життя. Учені роками намагаються розгадати цю таємницю, але поки що не змогли просунутися далі за теорії. Тепер дослідники виявили нові підказки, що ховаються в крихітних кристалах у найдавніших земних породах, пише Science Alert.

Команда вчених-геологів із Університету Західної Австралії та Кембридзького університету вважають, що отримані ними результати можуть пояснити, чому фосфор став основним будівельним блоком земного життя і як молекули вперше з'єдналися разом, щоб сформувати примітивну РНК в гідротермальних джерелах на морському дні.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Під час дослідження команда вивчила під просвічувальним електронним мікроскопом породи віком 3,5 мільярда років, зібрані в регіоні Пілбара в Західній Австралії, — їм вдалося виявити дещо незвичайне.

Зазначимо, що Пілбара відома тим, що в архейську епоху, коли життя на Землі лише тільки зароджувалося, вона змогла зберегти в первозданному вигляді земну кору. Саме тому породи в цій області є так званою "капсулою часу", що зберігає інформацію про пребіотичну хімію Землі.

Спочатку вчені вважали, що порода є сумішшю тонкого кварцу та гематиту, проте при найближчому розгляді виявилося щось дивовижне: приховані нанокристали з цікавими властивостями. Учені виявили розкидані частинки гриналіту — мінералу, що містить залізо, кремній і кисень. Припускають, що гриналіт викинули з прилеглого гідротермального джерела, і він перетворився на осад на морському дні мільярди років тому.

За словами геолога Університету Західної Австралії Біргера Расмуссена, вони виявили заховані щедріші залізні глини. Здавалося дивовижним, що можна побачити крихітні частинки в настільки старих каменях, і частково це пов'язано з тим, що вони укладені в ці відносно "хімічно інертні матеріали".

Фактично гриналіт створює серію паралельних канавок по краях, які мають ідеальний розмір для РНК й ДНК. Простими словами, це робить наночастинки глини ідеальним каталітичним інструментом для вирівнювання компонентів цих біомолекул, і вони можуть легко з'єднуватися між собою.

Тепер учені вважають, що мільярди років тому гідротермальні джерела, імовірно, утворили трильйони мікроскопічних частинок глини з борозенками, які згодом діяли як складальні лінії, концентруючи РНК або пре-РНК.

Зазначимо, дослідники й раніше вважали гідротермальні джерела ймовірним місцем виникнення життя на Землі. Тепер команда виявила, що породи Пілбари віком 3,5 мільярда років також містили наночастинки фторапатиту (мінералу, що складається з кисню, кальцію, фтору та фосфору). Загадкою залишалося те, чому фосфор міститься в багатьох біологічних структурах, зокрема і в ДНК, попри настільки низькі концентрації цього елемента в океані. Результати нового дослідження пояснюють цю загадку.

Моделювання команди припускає, що концентрація фосфору в глибоководному морському середовищі стародавньої Землі близько 3,5 мільярда років тому, імовірно, була в 10—100 разів вищою, ніж сьогодні. Утім, загадкою все ще залишається, чому земне життя обрало саме фосфор для багатьох важливих біохімічних процесів, зокрема й виробництва генетичного матеріалу.

Раніше Фокус писав про те, як з'явилося життя на Землі: учені вважають, що наблизилися до відповіді.