Подякуйте краплі. Вчені вирішили водний парадокс і пояснили, як зародилося життя на Землі

Вже дуже давно вчені припускають, що життя на Землі зародилося в океанах, проте хімія цього процесу залишається загадкою. Саме її спробували розгадати дослідники з Університету Пердью. У своїй роботі, опублікованій у журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, вони показали, що ключ може ховатися не лише у воді.

Здавалося б, як так, особливо якщо прийняти гіпотезу, що життя на суходолі з’явилося вже після його розвитку під водою. Та й з огляду на те, що колись увесь наш світ був океанічним, неважко припустити, що перші живі організми з’явилися саме під водою. Однак дослідники припускають, що все диво відбулося на межі повітря й води, а саме в морських краплях.

Саме під час контакту крапель води з повітрям усередині них спонтанно відбувалися хімічні реакції, у процесі яких зароджувалися пептиди — ланцюжки амінокислот, які є найважливішими будівельними блоками життя.

Грем Кукс, один із учених, які брали участь у дослідженні, розповів VICE, що досі поява пептидів пояснювалася лише за допомогою різних каталізаторів — тобто щось «підштовхнуло» природу до того, що в ній почали з’являтися перші цеглинки життя. Натомість, він разом із колегами у своїй роботі показав, що пептиди могли утворюватися в натуральний спосіб. Кукс зазначає, що «аналогічна хімія пояснює інші важливі біологічні полімери», а не тільки пептиди, проте це дослідження поки що тільки планується до публікації.

Для перевірки своїх висновків вчені розпорошили краплі води, що містять гліцин та L-аланін, на мас-спектрометр. З’ясувалося, що ці дві амінокислоти створюють єдиний ланцюжок. Відповідно, припускають вчені, ці ланцюжки можуть збільшуватися й надалі, а реакція, що відбувається між ними, водою та повітрям могла прискорити побудову цих ланцюжків.

Експеримент, зі «злиття крапель», який вчені описали як «дві дитини, що оббризкують одна одну з садових шлангів», показав, що секрет криється в поверхні крапель. Саме ця область, де вода зустрічається з повітрям, може бути ключовою для утворення пептидів із амінокислот, які опинилися на Землі за допомогою астероїдів.

Такі краплі могли утворюватися мільярди років тому у вигляді океанських бризок, таким чином створюючи необхідні хімічні зв’язки для розвитку життя. Що важливо — ця реакція відбувалася без додавання будь-яких інших хімічних агентів; це означає, що вона справді могла відбуватися на Землі в давнину.

«Фактично, це та сама хімія, яка стоїть за походженням життя. Це перша демонстрація того, що первинні молекули, прості амінокислоти, спонтанно утворюють пептиди, будівельні блоки життя, краплі чистої води. Це неймовірне відкриття», — каже Кукс.

Вчені знайшли рішення так званого водного парадоксу — проблеми, яка роками була нерозв’язною для всіх дослідників. Якщо коротко, його суть у суперечності між численними доказами того, що перші хімічні реакції, внаслідок яких з’явилося життя, відбувалися в океані, та існуючими обмеженнями, які теоретично не дають цим реакціям відбуватися під водою.

Фактично для формування пептидів потрібна вода і одночасно сухе середовище. Саме таке унікальне середовище, схоже на «оазис навпаки», формується на поверхні мікрокрапель, де й народжувалися перші пептиди з амінокислот.

Якщо гіпотеза вчених підтвердиться, вона буде важлива не тільки з погляду розв’язання загадки зародження життя на Землі, але й допоможе надалі шукати позаземні світи. Адже такі процеси можуть відбуватися і на інших екзопланетах зі схожими умовами. Щоправда, якщо зараз дослідники активно шукають планети з водою, то Кукс припускає, що нам варто шукати планету з водою, яка вирує, де морські бризки можуть відіграти вирішальну роль у зародженні життя.