Оказывается, мелкие частицы космической пыли обладают уникальными свойствами, которые могли стать решающим фактором в запуске биологических процессов. Согласно новой теории, поверхность микрометеоритов сама собирает протоклетки. Об этом пишет единственный автор исследования Иреп Гезен в своей работе, которая появилась 23 марта в журнале Astrobiology.
Смотрите также Код жизни в капле воды: нанотехнологии могут наконец тайну нашего происхождения
Как начинается жизнь?
Научные доказательства свидетельствуют, что твердые поверхности выступают критически важными платформами для пребиотической химии. Хотя большинство современных исследований используют сферические везикулы, свободно плавающие в жидкости, как модели примитивных клеток, новые эксперименты показывают, что твердые интерфейсы предлагают гораздо более сложные возможности для эволюции.
Было обнаружено, что оксидные минералы и даже фрагменты марсианских метеоритов способны автономно способствовать сборке и трансформации липидных протоклеток без химического катализа.
Этот сложный процесс базируется на собственной энергии твердых поверхностей, которая побуждает мембраны прилипать и радикально менять свою форму. Энергия поверхности определяется как объем работы, необходимый для создания единицы площади определенной грани, что тесно связано с поверхностным натяжением.
В отличие от обычных свободных везикул, протоклетки, возникающие на поверхностях, образуют чрезвычайно устойчивые колонии, сложные сети, соединенные нанотрубками для непосредственной транспортировки молекул, и специфические плоские структуры, способные к спонтанному слиянию. Такие особенности позволяют им оставаться целостными даже при резких изменениях солености или давления воды, тогда как обычные сферические модели при подобных условиях мгновенно разрушаются.
Какую роль в возникновении жизни могли сыграть микрометеориты?
Особое внимание в этом процессе привлекли микрометеориты – космические частицы размером от 10 до 2000 микрометров. Ежегодно на нашу планету попадает огромное количество такой пыли, что оценивается в диапазоне от 20 до 40 килотонн. Во время входа в атмосферу на огромных скоростях от 11 до 72 километров в секунду эти частицы подвергаются экстремальному нагреву, что может поднимать их температуру до 1700 градусов Цельсия. Этот физический процесс создает уникальную шероховатую, пористую и стекловидную текстуру, которой обычно нет у крупных метеоритов или типичных земных минералов.
Как выяснило исследование, на внешней поверхности и даже внутри микроскопических полостей микрометеоритов липидные отсеки формируются в большом количестве. Эксперименты с марсианским метеоритом Northwest Africa 7533 подтвердили, что внеземные породы способны превращать накопления амфифилов (или амфипатическое соединение – молекула, которая содержит как гидрофильную часть, так и гидрофобную) в потенциальных предшественников клеток.
Примечательно, что липиды архей гораздо лучше закрепляются на таких космических частицах, чем бактериальные аналоги. Это открытие подчеркивает глубокую связь между космосом и корнями эукариотической жизни, поскольку считается, что современные сложные клетки произошли именно от архей.
Благодаря своей мобильности и постоянному поступлению, микрометеориты могли выполнять роль природных лабораторий, доставляющих необходимые условия для жизни в каждый уголок планеты, включая ледники и пустыни. Кроме предоставления физической опоры, эти объекты содержат органические соединения, такие как аминокислоты и нуклеосновы, что делает их ключевыми игроками в истории происхождения жизни на Земле и потенциально на других планетах.