Жизнь могла зародиться в "супе" из всего двух молекул, заявили ученые

МОСКВА, 7 авг – РИА Новости. Биохимики из Индии повторили один из самых известных опытов середины прошлого века, так называемый эксперимент Миллера-Юри, и успешно воссоздали полноценный набор "кирпичиков жизни", используя всего два вещества – синильную кислоту и воду. Их выводы были опубликованы в журнале ACS Central Science.

«

"Мы показали, что для зарождения всех "стройблоков" белков и РНК было достаточно трех вещей – тепла, воды и синильной кислоты. Все эти реакции могли происходить без участия металлических катализаторов и света Солнца. По сути, оба этих вещества могли быть "Адамом" и "Евой" химической эволюции", — рассказывает Тамал Дас (Tamal Das) из Национальной химической лаборатории в Пуне (Индия).

В середине 50-х годов прошлого века американские биохимики Стэнли Миллер и Гарольд Юри экспериментально проверили и подтвердили истинность абиогенетической гипотезы зарождения жизни, основы которой были сформулированы российским биологом Александром Опариным в 1922 году.

Миллер и Юри пытались создать аминокислоты из простейших соединений, таких как вода, аммиак, угарный газ и метан, воссоздав условия, царившие на ранней Земле. Для этого они подогревали "первичный бульон" с этими веществами и пропускали пар через колбу, в которую были вставлены электроды, а затем охлаждали его. Через некоторое время в этом "сиропе" начинали появляться аминокислоты.

В последующие годы ученые неоднократно повторяли опыт Миллера-Юри, используя разные комбинации исходных веществ и условия их "жизни". Это породило еще одну серию споров, связанных с тем, какие из этих молекул могли присутствовать на юной Земле и как много их требовалось для зарождения саморазмножающихся ферментов и прототипов живых клеток.

Эти дискуссии связаны с тем, что ученые не знают, какой температурой обладала поверхность Земли, как выглядела ее атмосфера и как сильно она обстреливалась космическими лучами и ультрафиолетом Солнца. Все это важно для понимания того, какие типы органики могли накапливаться в водах первичного океана и какие вещества разлагались так же быстро, как и формировались.

К примеру, большинство аминокислот, азотистых оснований и прочих "кирпичиков жизни" можно получить, полимеризуя синильную кислоту, соединение азота, водорода и углерода. Все эти реакции могут происходить только в очень узком диапазоне температур, значений pH и при определенном составе раствора и уровне облучения ультрафиолетом.

Дас и его коллеги подошли к этой проблемы с несколько другой стороны. Они не стали искать оптимальные условия для зарождения жизни, а повторили эксперимент Миллера-Юри в наиболее неблагоприятной обстановке.

В частности, ученые сократили число возможных "стройблоков" аминокислот, сахаров, белков и нуклеотидов до минимума – воды и одиночных молекул HCN, и избавились от полимеров, источников электричества, ионизирующего излучения и разных катализаторов.

Единственным источником энергии в этом аналоге первичного океана Земли выступало тепло от лабораторной горелки, нагревавшей реактор до 80-100 градусов Цельсия. Подобные температуры, как сейчас предполагают геологи, царили на нашей планете в первые эпохи ее существования, когда жизнь еще только начала зарождаться.

Эти опыты ученые проводили, используя как настоящий биохимический реактор, так и его виртуальную версию, позволявшую прослеживать реакции между отдельными компонентами смеси и раскрывать цепочки синтеза различных "кирпичиков" жизни.

Как показали эти наблюдения и расчеты, внутри смеси из воды и синильной кислоты достаточно быстро появились глицин и многие другие аминокислоты, мочевина, муравьиная кислота, различные сахара, а также "заготовки" всех типов азотистых оснований, составляющих основу РНК и ДНК, и другие "кирпичики жизни".

Все это, как считают Дас и его команда, говорит в пользу того, что жизнь на нашей планете могла возникнуть благодаря всего двум простым молекулам, присутствовавшим на ее поверхности в больших количествах.

Ее колыбелью, как предполагают химики, были небольшие водоемы или даже лужицы, где циановая кислота могла накапливаться в больших количествах и при этом не разлагаться. Это возвращает науку к знаменитому дарвиновскому "теплому пруду", заключают исследователи.