Первые клетки могли возникнуть в содовых озерах

Согласно новому исследованию, опубликованному в PNAS Nexus, содовые озера, где преобладают растворенные ионы натрия и карбонаты, могли создать подходящие условия для возникновения первых клеток.

Ранние клетки могли состоять из РНК внутри липидных мембран. Однако для функционирования РНК необходимы двухвалентные катионы, такие как Mg²⁺, которые разрушают примитивные мембраны, состоящие из жирных кислот. Возникает вопрос: могли ли относительно низкие концентрации Mg²⁺ в содовых озерах позволить функционировать одновременно и РНК, и мембранам?

Чтобы исследовать эту возможность, Захари Коэн и его коллеги собрали воду из канадских озер Ласт-Чанс и Гуденаф после сезонного испарения. Эти содовые озера содержали ~1 M Na⁺ и ~1 mM Mg²⁺ при pH 10. Авторы обнаружили, что в озерной воде происходит спонтанное удлинение коротких РНК-праймеров со скоростью, сравнимой со стандартными лабораторными условиями.

Авторы добавили в озерную воду жирные кислоты, которые могли присутствовать на ранней Земле, чтобы проверить, соберутся ли молекулы в мембраны. Мембраны формировались в разбавленной воде, имитирующей дождевое событие, и сохранялись даже при окружении концентрированной озерной водой из сухого сезона.

По мнению авторов, содовые озера на ранней Земле могли поддерживать ключевые этапы развития протоклеток: копирование РНК и активность рибозимов — в сухой сезон, а формирование везикул — во влажный.