Ученые определили геологические условия зарождения жизни на Земле

Немецкие ученые из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана обнаружили вероятную эволюционную среду, в которой нуклеиновые кислоты — основные строительные блоки жизни — могли бы обеспечить собственную репликацию.

Этот процесс мог привести к возникновению жизни на Земле. Исследование опубликовано в научном журнале eLife.

Появление земной жизни до сих пор остается нерешенной загадкой. Общепринятая теория заключается в том, что репликация генетического материала — нуклеиновых кислот ДНК и РНК — была центральным и критическим процессом.

Молекулы РНК могут хранить генетическую информацию и катализировать собственную репликацию посредством формирования двухцепочечных спиралей. Сочетание этих способностей позволяет им мутировать, развиваться и адаптироваться к различным средам и в конечном итоге кодировать белковые строительные блоки жизни.

Чтобы это произошло, нити РНК должны не только реплицироваться в двухцепочечную форму, но и снова разделяться, чтобы завершить цикл воспроизведения.

В новом исследовании команда построила лабораторную модель, в которой восходящий поток воды испаряется на пересечении с перпендикулярным потоком газа, что приводит к накоплению молекул растворенного газа на поверхности. Тот же поток газа вызывает круговые токи в воде.

В течение пяти минут после начала эксперимента произошло трехкратное накопление ДНК, тогда как через час на границе раздела накопилось в 30 раз больше цепочек ДНК.

Ученые использовали метод, называемый FRET-спектроскопией, для измерения разделения цепей ДНК — высокий сигнал FRET показывает, что цепи ДНК все еще связаны, тогда как низкий FRET указывает на то, что цепи разделены. Когда группа наложила данные на моделирование потока воды, они обнаружили, что вихрь на границе раздела газа и воды вызывал увеличение концентрации соли в растворе, что потенциально могло привести к разделению нитей ДНК.

По словам ученых, моделирование условий зарождения жизни на Земле поможет искать обитаемые среды на других планетах.