Ученые предположили, что первая жизнь на Земле зависела от смертельно ядовитого газа

Когда-то на Земле не было жизни. Ее появление стало одним из самых удивительных событий, произошедших во Вселенной. Это настолько редкое явление, что на сегодняшний день у нас нет абсолютно никаких свидетельств существования какой-либо формы жизни где-либо еще за пределами планеты. Так что же именно произошло? Ответ на этот вопрос ищут ученые из многих областей. В недавнем исследовании предполагается, что все дело в самовоспроизводящихся молекулах. Для создания одной такой молекулы потребовались ресурсы всей планеты. Ученые приводят в пример цианистый водород, чрезвычайно опасное соединение.

Земля образовалась около 4,5 млрд лет назад, но сразу же пережила бесчисленное количество столкновений, в том числе одно достаточно сильное, чтобы оторвать кусок от нашей планеты и образовать Луну. В конце концов, процессы на планете наладились настолько, что жизнь появилась где-то между 4,5 и 3,7 млрд лет назад.

Те ранние формы жизни сильно отличались от современных. Это потому, что современным видам требуются три макромолекулы: ДНК, РНК и белки. Наша ДНК хранит информацию, РНК передает ее для производства белков, а белки выполняют большую часть работы по поддержанию жизни, включая репликацию ДНК.

Эта система настолько взаимосвязана, что вряд ли все появилось сразу в ее современном виде. Но примитивной жизни по-прежнему необходимо было выполнять свои основные функции: хранить информацию, воспроизводить себя и катализировать другие химические реакции.

Ученые предположили, что одна лишь РНК способна выполнять все эти функции, но, конечно же, не так эффективно, как вкупе с ДНК и белками. Если РНК могла превратиться в примитивную форму жизни, тогда дарвиновская эволюция взяла верх и позволила появиться более сложным и более эффективным биохимическим процессам. Так что, скорее всего, чтобы раскрыть происхождение жизни на Земле, ученым просто нужно раздобыть очень много самовоспроизводящейся РНК. Но откуда ей взяться?

В новом исследовании ученые разработали сложную модель появления жизни.

Вначале произошло массивное столкновение, отделившее Луну от нашей планеты. После этого поверхность Земли остыла. Затем начали собираться воедино океаны и континенты. Однако это было все еще слишком неподходящее место для жизни. Метеориты, оставшиеся от образования Солнечной системы, постоянно обрушивались на молодую Землю, а действующие вулканы покрывали всю поверхность планеты.

Какими бы неприятными ни были удары метеорита, они доставили на планету ее ключевой элемент — водород. По мере того, как они переносили свежие запасы водорода в атмосферу Земли, вулканы извергали огромное количество углекислого газа. А из подводных жерл вытекал метан.

Поскольку все эти молекулы накапливались в атмосфере, удары молнии и ультрафиолетовое излучение солнца давали достаточно энергии, чтобы немного встряхнуть ситуацию. Таким образом, все эти источники обеспечивали силу, необходимую для образования цианистого водорода — возможно, главного компонента будущей жизни на Земле.

Сегодня про цианистый водород (синильную кислоту) мы знаем благодаря активной антитабачной кампании по всему миру. Дело в том, что он содержится в дыме сигарет, а также в некоторых растениях. В прошлом веке кислоту использовали в качестве яда на поле боя и инсектицида, направленного на убийство людей в концентрационных лагерях.

Цианистый водород — это ядовитый газ, который сулит верную смерть современной жизни. Но в стародавние времена он, скорее всего, был самой важной молекулой в мире.

Его ключевое свойство — способность реагировать с самим собой. А поскольку жизнь — это очень сложная комбинация различных химических веществ, цианистый водород кажется интригующей отправной точкой в этом вопросе. Кроме того, данное соединение реагирует с другими молекулами, которые, в свою очередь, образуют РНК.

В своей работе исследователи обнаружили, что цианистый водород может выпадать из атмосферы с дождем прямиком в небольшие водоемы. Именно там соединение начинает скрещиваться с другими природными молекулами. Ученые обнаружили, что примерно 4,4 млрд лет назад количества цианистого водорода, выпадающего в пруды на протяжении 100 млн лет, было достаточно для создания высоких концентраций одного из компонентов РНК.

В конце концов, когда метеориты перестали падать, уровень водорода в атмосфере упал. Но к тому времени было создано достаточно необходимого компонента, чтобы начать формирование нитей РНК. А это, возможно, спровоцировало самовоспроизведение молекул и начальную стадию жизни.

Как бы то ни было, давным-давно на Земле определенно произошло нечто особенное, и, возможно, жизнь началась с цианистого водорода.

━━━━━

Анастасия Дегтярева