Новое исследование проливает свет на эволюцию ранних форм жизни на Земле

Исследование под руководством Австралийского национального университета (ANU) показало, как самые ранние формы жизни эволюционировали на Земле около четырех миллиардов лет назад.

В ходе работы было обнаружено, что соединение, обычно используемое в отбеливателе для волос, — перекись водорода (H₂O₂) — сделало возможным зарождение жизни.

Ведущий исследователь, доцент Ровена Болл из ANU, заявила, что перекись водорода была ключевым ингредиентом в порах подводных скал вокруг гидротермальных источников, который запустил последовательность химических реакций, приведших к первым формам жизни.

Исследователи создали модель с использованием перекиси водорода и пористой породы, имитирующую динамичную среду, в которой зародилась жизнь.

"Перекись водорода сыграла несколько ролей в возникновении живых систем. Это исследование показало, как она обеспечивала случайные колебания температуры и уровня pH, необходимые для запуска производства химического мира, сделавшего жизнь на Земле возможной", — сказала доктор Болл.

"Наше моделирование показывает важность длинных пор в скалах или протяженных пористых структур, которые позволяют создавать длинные и крупные молекулы".

Исследование продвинулось дальше предыдущих работ, смоделировав поток реакционноспособных частиц через пористую породу, а не через одну пору.

Доктор Болл отметила, что высокие колебания температуры не должны быть слишком сильными или происходить слишком часто.

"Система должна проводить достаточно времени при более высоких температурах, чтобы осуществлять необходимые синтетические реакции, но не настолько много, чтобы реагенты были полностью израсходованы или разрушены. Мы называем это распределение 'Златовласка'", — пояснила она.

"Это, по сути, дает нам 'фундаментальное уравнение жизни'. Оно гласит, что для начала и поддержания жизни среда обитания должна демонстрировать определенный диапазон колебаний температуры".

Этот результат дает новые ценные ориентиры для поиска внеземной жизни.

Перекись водорода также способствовала эволюции ферментов каталаз, которые предотвратили второе событие "зарождения жизни".

"Повсеместное присутствие жизни, а значит и каталаз, во всех пригодных для жизни средах не позволяет перекиси водорода накапливаться где-либо в достаточном количестве, чтобы запустить второе событие зарождения", — сказала доктор Болл.

"Эволюцию можно рассматривать как сжигание последовательности маленьких мостов. Но первые клеточные формы жизни разрушили, вероятно, один из самых важных мостов — тот, что соединял живой и неживой молекулярные миры. Любой шанс восстановить этот мост был навсегда стерт постоянным присутствием каталаз в ходе последующей эволюции".

Исследование опубликовано в международном журнале Royal Society Open Science.