Ученые из Бразилии, Японии, Великобритании и США впервые экспериментально воспроизвели ключевые химические процессы, предположительно протекавшие в глубинах древнего океана около четырех миллиардов лет назад. Эти реакции привели к формированию первых органических молекул — прародителей всего живого.
Энергия древних глубин
В эпоху Гадейского эона (4,6–4,0 млрд лет назад) горячие щелочные источники на океанском дне взаимодействовали с холодной кислой морской водой. На их границе возникали пористые минеральные структуры из сульфидов железа и никеля, способные проводить электроны. Эти естественные образования генерировали электрохимические градиенты, удивительно схожие с энергообменными системами современных живых клеток.
Лабораторное моделирование истоков
Для проверки гипотезы команда разработала компактные реакторы, имитирующие взаимодействие древних гидротермальных флюидов и морской воды. В качестве катализаторов применялись минералы Fe-S и Fe-Ni-S, структурно напоминающие активные центры ферментов у нынешних организмов.
Рождение первых органических кислот
На «океанической» части реактора ученые зафиксировали микроколичества муравьиной и уксусной кислот. Это доказывает восстановление CO₂ водородом с «гидротермальной» стороны. Уникальность достижения — в использовании сверхслабых токов (порядка наноампер), которые могли естественно возникать на дне первобытного океана.
Путь к сложным молекулам
Эксперимент показал: природные перепады pH, температуры и окислительно-восстановительного потенциала в гидротермальных источниках способны без ферментов преобразовывать углекислый газ в муравьиную кислоту, а затем — в уксусную. Эти реакции представляют начальные стадии пути Вуда–Льюнгдаля — древнейшей метаболической цепочки, используемой современными бактериями для аккумуляции энергии.
Колыбель жизни подтверждена
«Наша цель — проверить, способны ли одни природные условия запустить этот процесс. Результаты убедительно подтверждают: их достаточно», — подчеркнул ведущий автор исследования из Института RIKEN. Полученные данные укрепляют гипотезу: именно щелочные гидротермальные источники стали колыбелью жизни, обеспечив исходные энергетические и химические условия для самопроизвольного синтеза органики.
Источник: www.gazeta.ru
