До появи життя на нашій планеті навколишнє середовище містило велику кількість хімічних елементів, які взаємодіяли один з одним дуже хаотично. Вчені з Токійського технологічного інституту та Національного університету Малайзії з’ясували чому хімічні сполуки до зародження життя були складніше, ніж вважалося раніше.
Землю населяють клітинні форми життя. Клітини — це складні структури, які складаються з безлічі хімічних компонентів, включаючи білки і нуклеїнові кислоти. Усі ці компоненти потрібні клітинам щоб жити, рости і розвиватися. Клітини взаємодіють з навколишнім середовищем, обмінюються їжею і відходами. Але що було на нашій планеті до їх появи?
Хімія — основа життя на Землі?
Сьогодні вчені прийшли до висновку, що до появи життя на Землі, існувала велика кількість різноманітних молекул. Вони з’явилися разом з простими органічними речовинами і сильно відрізнялися від усього, що вчені розглядають у мікроскопах сьогодні. Еволюція почалася з простої хімії, але поступово всі процеси ставали все більш складними. Так з’явилися відомі нам структури і клітини.
Вчені дізналися, що якщо прості гідроксикислоти — наприклад молочну кислоту висушити, а потім знову розбавити водою, то ця кислота перетвориться в гелеві мікрокраплі. Тобто заглянувши в мікроскоп і вивчивши хімічні реакції, вчені виявили, що ці крихітні хімічні компоненти перетворюються на гель.
Зрозуміло, без будь-якої допомоги зі сторони, хімічні елементи збираються в мікроскопічні гелеві крапельки як тільки на них повторно потрапляє вода. А після таких дивовижних процесів, мікрокраплі утворюють прості клітинні структури.
Ось така цікава хімія призвела до утворення нового типу клітинних компонентів, з уже знайомими вченим кислотами і білками. Примітно і те, що ці процеси відбувалися як на найдавніших узбережжях Землі, так і у висихаючих калюжах.
Що потрібно для створення життя?
На відміну від більшості сучасних клітин, ці мікрокраплі легко з’єднуються одна з одною, збирають інформацію і перетворюються в щось нове. А однією з найважливіших функцій клітин, як відомо, є збір поживних речовин і захист генетичної інформації, яка в них міститься. Саме тому біологи вважають, що ці первісні мікрокомпоненти були дуже важливі для зародження життя.
Для вчених це дослідження виявилося досить важким, адже їм довелося шукати нові методи дослідження і визначати властивості, функції і характеристики гелевих мікрокрапель. Ніхто не робив нічого подібного.
Ось так під мікроскопом і з використанням барвника виглядають гелеві мікрокраплі
Раніше вчені шукали молекули і елементи, які могли з’явитися з-за впливу навколишнього середовища. На думку фахівців, саме такі молекули і елементи могли призвести до появи перших клітин. Правда, ніхто не міг зрозуміти, як це відбувалося.
Над дослідженням працювали науковці з різних країн і галузей науки. В команду увійшли біохіміки, хіміки, геологи і навіть матеріалознавці. Тепер, після визначення первісного складу клітини, ученим належить зрозуміти, чи здатні ці мікрокраплі на виконання таких важливих функцій як підтримання життєдіяльності клітини.
Однак, висока ймовірність того, що до появи гелевих мікрокрапель існувало щось ще. Але незважаючи на подібні припущення, вчені не сумніваються в тому, що елементи, складові мікрокраплі і самі мікрокраплі активно брали участь у створенні перших складних біохімічних процесів на Землі.
Автори дослідження сподіваються, що в майбутньому їх відкриття допоможе в пошуках позаземного життя і заодно посприяє появі нових медичних розробок.