Происхождение жизни остается одной из самых сложных загадок науки. Хотя напрямую наблюдать первые моменты зарождения жизни невозможно, исследователи продолжают строить реалистичные сценарии, основанные на химии, физике и геологии. В новой работе авторы предлагают модель «пребиотического геля», согласно которой жизнь могла начаться в связанных с поверхностью гелевых матрицах — липких полутвердых субстанциях, напоминающих современные микробные биопленки. Исследование опубликовано в журнале ChemSystemsChem.
Ученые описали древние структуры, которые, возможно, дали начало жизни на Земле
Международная группа ученых предложила новую гипотезу происхождения жизни: первые биологические системы могли возникнуть в примитивных гелях, прикрепленных к поверхностям, задолго до появления клеток.
Биопленка золотистых гидрофобных бактерий; потолок пещеры Золотой купол. Википедия
Биопленки — это тонкие слои микроорганизмов, образующие липкую матрицу на различных поверхностях. Их можно обнаружить на камнях в реках, на стенках аквариумов, на медицинских имплантатах и даже на зубах человека в виде налета. Биопленки защищают микробы от внешних воздействий и помогают им обмениваться питательными веществами. Современные бактерии используют биопленки для выживания в экстремальных условиях. Исследователи полагают, что похожие гелевые структуры на ранней Земле могли создать «безопасные гавани» для первых химических реакций, ведущих к жизни, концентрируя нужные молекулы и защищая их от разрушения.
Биопленки, состоящие из тысяч микроорганизмов. При достаточном развитии биопленки легко заметны и принимают различные цвета и морфологические структуры.
«Хотя многие теории фокусируются на функциях биомолекул и биополимеров, наша теория включает роль гелей в картину происхождения жизни», — объясняет соавтор работы Тони Джиа.
Первая жизнь в биопленках
Примитивные гели могли концентрировать и защищать молекулы, позволяя происходить сложным химическим реакциям задолго до образования клеток.
По мнению ученых, примитивные гели могли обеспечить необходимую структуру и функциональность для усложнения ранних химических систем. Захватывая и организуя молекулы, пребиотические гели могли обеспечивать концентрацию молекул, селективное удержание и защиту от внешней среды.
Исследователи также распространяют эту идею на астробиологию, предполагая существование похожих гелевых систем на других планетах. Такие потенциальные «ксенопленки» могут состоять из других химических строительных блоков, уникальных для разных мест. Это расширяет подходы к поиску внеземной жизни, предлагая искать не конкретные химические вещества, а определенные структуры.
Команда планирует экспериментально исследовать свою модель, изучая формирование таких гелей из простых химических соединений в условиях ранней Земли.