Первые способные к самоудвоению сложные органические молекулы могли образоваться в мелких теплых водоемах.

Компоненты, из которых строились эти молекулы, попадали на Землю вместе с метеоритами. Такие выводы опубликовали ученые из Университета Макмастера (Канада) в статье в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

По одной из гипотез, сначала на Земле образовались рибонуклеиновые кислоты (РНК), а уже после - дезоксирибонуклеиновые кислоты (ДНК). И те, и другие представляют собой полимеры, состоящие из нуклеотидов (от сотен до сотен тысяч в зависимости от типа молекулы). Состав нуклеотидов ДНК и РНК несколько отличается. Кроме того, молекула дезоксирибонуклеиновой кислоты - это спираль из двух соединённых друг с другом цепочек нуклеотидов, а молекула рибонуклеиновой кислоты одноцепочечная. То есть РНК проще устроена, поэтому вероятность ее самосборки выше.

Существует два основных предположения, в каких условиях на Земле около 4 миллиардов лет назад образовывались первые молекулы РНК.

Первая гипотеза - они возникли в гидротермальных источниках в глубинах океана. Подобные источники существуют и сейчас. Там наблюдается постоянный ток воды температурой более 100 градусов Цельсия, но из-за высокого давления она остается жидкой. Вместе с водой из таких источников выбрасываются биогенные элементы и азотистые основания - основа нуклеотидов.

Второе предположение гласит, что нуклеотиды собирались в цепочки РНК в мелких теплых водоемах, прогреваемых Солнцем.

Авторы новой работы использовали данные физической химии и астрофизики и на их основе построили модель того, как в теплых мелких водоемах могли образовываться нуклеотиды, а из нуклеотидов - РНК. По их расчетам, космическая пыль не могла быть источником азотистых оснований, так как не содержала их в нужных количествах. Зато этой цели могли послужить метеориты, которые крайне часто падали на планету в период поздней тяжелой бомбардировки. По всей видимости, они попадали во многие водоёмы, привнося туда компоненты для синтеза нуклеотидов.

Для полимеризации нуклеотидов, то есть их организации в цепочки, нужно циклическое изменение физических условий. В теплых прудах оно было: эти водоёмы то наполнялись благодаря дождям, то пересыхали. Такая цикличность способствовала не только сборке РНК, но и естественному отбору нуклеотидов. В сухой "сезон" они подвергались особенно интенсивному ультрафиолетовому облучению от Солнца, и малостойкие молекулы просто распадались. Во влажный период нуклеотиды и азотистые основания "утекали" вместе с грунтовыми водами.

Последнее говорит о том, что большинство молекул РНК образовалось всего за одну смену "сезонов". Авторы работы считают, про это произошло 4,17 миллиарда лет назад.

Фото: McMaster University

Ранее "Страна" сообщала, что ученые собрались расшифровать геномы всего живого, чтобы узнать как зарождалась жизнь на Земле.

Также ученые прогнозируют раскол Евразии по озеру Байкал.

Подписывайся на рассылку новостей Страны в Viber. Узнавай первым самые важные и интересные новости!