Как жизнь могла начаться в темноте и без кислорода — эксперимент в Германии

Учёные приблизились к разгадке тайны возникновения жизни на Земле, воссоздав в лабораторных условиях процессы, которые, предположительно, происходили миллиарды лет назад в недрах древних океанов.

Как сообщает издание ScienceAlert, группа исследователей под руководством геохимика Ванессы Хельмбрехт из Мюнхенского университета Людвига Максимилиана смоделировала в лаборатории экстремальные условия, напоминающие обстановку у подводных гидротермальных источников.

Эти зоны, расположенные на больших глубинах, лишены солнечного света, подвержены резким перепадам температур и наполнены минералами. Несмотря на такие суровые условия, они считаются потенциальной колыбелью жизни.

Модель, созданная учёными, включала богатую железом, бескислородную жидкость, в которую вводился сульфид. В результате происходили реакции, приводившие к образованию минеральных структур, схожих с теми, что формируются у реальных «чёрных курильщиков» на океанском дне. В этих минеральных трубках — из макинавита и грейгита — начинал выделяться молекулярный водород (H₂), образовавшийся без участия живых организмов.

Ключевым элементом эксперимента стал микроорганизм Methanocaldococcus jannaschii, архея, способная существовать в экстремальных условиях и использовать один из древнейших путей метаболизма — ацетил-КоА-путь. Именно он позволяет организму улавливать и фиксировать углерод, используя водород как источник энергии, — без доступа кислорода или внешних источников питательных веществ.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Ecology and Evolution, показало, что археи не просто выживали, а активно размножались в воссозданной среде. Это позволяет предположить, что именно подобные реакции могли запустить первые биохимические процессы, приведшие к появлению жизни.

Учёные также отметили, что микроорганизмы тяготели к минеральным частицам макинавита — именно с ними часто ассоциируются древнейшие микрофоссилии, найденные в породах возрастом свыше трёх миллиардов лет.

Эффективность и относительная простота ацетил-КоА-пути, требующего меньше ферментов, чем другие механизмы фиксации углерода, делают его потенциальным кандидатом на роль одного из первых биохимических циклов, появившихся на Земле. Сегодня этот путь всё ещё используют многие анаэробные микроорганизмы, что подчёркивает его фундаментальную роль в эволюции жизни.

Исследование объединяет геохимические и биологические данные, позволяя взглянуть на возможные сценарии зарождения жизни. Оно усиливает предположения о том, что первые организмы могли возникнуть не в мелководных лагунах, а в глубинах океана — в среде, где ключевыми источниками энергии были не солнечные лучи, а химические реакции между водой и минералами.

Ранее "Курсор" сообщал, что исследователи обнаружили в космосе новую Суперземлю, которая пригодна для жизни.