Поблагодарите каплю. Ученые решили водный парадокс и объяснили, как зародилась жизнь на Земле

Уже очень давно ученые предполагают, что жизнь на Земле зародилась в океанах, однако химия этого процесса остается загадкой. Именно ее и попытались разгадать исследователи из Университета Пердью. В своей работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, они показали, что ключ может скрываться не только в воде.

Казалось бы, как так — особенно если принять гипотезу, что жизнь на суше появилась уже после ее развития под водой. Да и учитывая, что когда-то весь наш мир был океаническим, несложно предположить, что первые живые организмы появились именно под водой. Однако исследователи предполагают, что все волшебство произошло на границе воздуха и воды — а именно в морских каплях.

Именно при контакте капель воды с воздухом внутри них спонтанно происходили химические реакции, во время которых зарождались пептиды — цепочки аминокислот, являющиеся важнейшими строительными блоками жизни.

Грэм Кукс, один из ученых, участвовавших в исследовании, рассказал VICE, что до сих пор появление пептидов объяснялось лишь при помощи различных катализаторов — то есть, что-то «подтолкнуло» природу к тому, что в ней начали появляться первые кирпичики жизни. Вместо этого, он вместе с коллегами в своей работе показал, что пептиды могли образовываться натуральным образом. Кукс отмечает, что «аналогичная химия объясняет другие важные биологические полимеры», а не только пептиды, однако это исследование пока еще только планируется к публикации.

Для проверки своих выводов ученые распылили капли воды, содержащие глицин и L-аланин, на масс-спектрометр. Выяснилось, что эти две аминокислоты создают единую цепочку. Соответственно, предполагают ученые, эти цепочки могут увеличиваться и далее, а реакция, происходящая между ними, водой и воздухом могла ускорить построение этих цепей.

Эксперимент, по «слиянию капель», который ученые описали как «два ребенка, обрызгивающие друг друга из садовых шлангов», показал, что секрет кроется в поверхности капель. Именно эта область, где вода встречается с воздухом, может быть ключевой для образования пептидов из аминокислот, которые оказались на Земле с помощью астероидов.

Такие капли могли образовываться миллиарды лет назад в виде океанских брызг, таким образом создавая необходимые химические связи для развития жизни. Что важно — эта реакция происходила без добавления каких-либо других химических агентов; это означает, что она действительно могла происходить на Земле в давние времена.

«Фактически, это та самая химия, стоящая за происхождением жизни. Это первая демонстрация того, что первичные молекулы, простые аминокислоты, спонтанно образуют пептиды, строительные блоки жизни, в каплях чистой воды. Это невероятное открытие», — говорит Кукс.

Ученые нашли решение так называемого водного парадокса — проблемы, которая годами была нерешаемой для всех исследователей. Если коротко, его суть в противоречии между многочисленными доказательствами того, что первые химические реакции, в результате которых появилась жизнь, происходили в океане, и существующими ограничениями, которые теоретически не дают этим реакциям происходить под водой.

Фактически, для формирования пептидов требуется вода и одновременно сухая среда. Именно такая уникальная среда, похожая на «оазис наоборот», формируется на поверхности микрокапель, где и рождались первые пептиды из аминокислот.

Если гипотеза ученых подтвердится, она будет важна не только с точки зрения решения загадки зарождения жизни на Земле, но и поможет в дальнейшем искать обитаемые внеземные миры. Ведь такие процессы могут происходить и на других экзопланетах с похожими условиями. Правда, если сейчас исследователи активно ищут планеты с водой, то Кукс предполагает, что нам стоит искать планету с бушующей водой, где морские брызги могут сыграть решающую роль в зарождении жизни.