Жизнь в капле: ученые раскрыли секрет древних протоклеток

Согласно одной из теорий, жизнь на Земле началась с простых молекул, которые постепенно усложнялись, превращаясь в протоклетки — примитивные структуры, похожие на современные клетки.

Ученые считают, что важную роль в этом процессе могли сыграть полиэфирные микрокапли, которые образуются из альфа-гидроксикислот (αHAs). Эти соединения могли появиться на ранней Земле благодаря молниям или метеоритам. Новое исследование Института наук о Земле и жизни (ELSI) в Токио показало, что такие микрокапли могут формироваться в более разнообразных условиях, чем думали раньше.

Результаты опубликованы в издании ACS Bio & Med Chem Au.

Команда ученых под руководством Махендрана Ситхампарама и Тони З. Цзя изучила, как эти микрокапли образуются в условиях, похожих на раннюю Землю. Они обнаружили, что микрокапли могут появляться даже в соленой воде, при низких концентрациях αHAs и в маленьких объемах. Раньше считалось, что для этого нужны высокие концентрации веществ или большие водоемы, например, озера или горячие источники. Теперь ясно, что такие протоклетки могли формироваться даже в крошечных порах горных пород или в соленых водоемах.

В 2019 году ученые выяснили, что микрокапли могут образовываться при нагревании фенилмолочной кислоты (ФМК) до 80°C. В новом исследовании они проверили, могут ли эти капли появляться в более разбавленных или маленьких объемах, как на ранней Земле.

Раньше в лабораториях использовали высокие концентрации и большие объемы, но на древней Земле таких условий, скорее всего, не было. Мы хотели понять, могли ли протоклетки формироваться в реальных условиях, — объясняет Цзя.

Ученые уменьшили концентрацию и объем веществ и обнаружили, что микрокапли могут образовываться даже в очень маленьких объемах или при низких концентрациях. Это значит, что такие структуры могли появляться в порах горных пород или после дождей и наводнений.

Кроме того, команда проверила, как соль влияет на процесс. Они добавили в раствор NaCl, KCl и MgCl₂ и выяснили, что микрокапли могут формироваться в NaCl и KCl, но не в MgCl₂. Это говорит о том, что такие протоклетки могли появляться в водоемах с определенным составом соли.

Наше исследование показывает, что полиэфирные протоклетки могли быть гораздо более распространены на ранней Земле, чем мы думали. Это открывает новые возможности для изучения происхождения жизни, — говорит Чандру.

Ранее ученые сообщили новые сведпения о происхождении жизни.

06.02.2025