Ранняя химическая эволюция не была случайной

Израиль, США

• Жизнь

Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме (Израиль) и Технологического института Джорджии (США) выяснили, как циклические изменения окружающей среды могли направлять химическую эволюцию, создавая необходимые для жизни молекулы. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Chemistry.

В ходе экспериментов команда устраивала смеси органических молекул, в том числе карбоновым кислотам, аминам и тиолам, периодические изменения среды с влажной на сухую и обратно. Практически так, как это было на ранней Земле, когда испарение воды в мелких водоемах сменялось последующим высыханием и новым наполнением. Вопреки всем существующим теориям, вместо хаотичных реакций исследователи увидели структурированную эволюцию - молекулы самоорганизовывались, развивались и подчинялись предсказуемым закономерностям. Это заставляет усомниться в том, что ранняя химическая эволюция происходила случайным образом.

Специалисты обнаружили, что химические системы постоянно эволюционировали, не достигая равновесия. При этом молекулы как будто избегали хаоса, выбирая определенные химические пути. Разные молекулярные виды осуществляли согласованную динамику, что указывает на согласованное поведение. Стало понятно, как пребиотическая химия могла перейти к биологическим молекулам, таким как белки и нуклеиновые кислоты. По словам Моран Френкель-Пинтер из Института химии Еврейского университета в Иерусалиме, показав, что химические системы могут структурироваться, самоорганизовываться и эволюционировать совместно, ученые получили экспериментальные доказательства, которые заполняют разрыв между пребиотической химией и возникновением биологических молекул.

Анализ сложных химических систем проводился с использованием современных сложных методик. Эксперименты велись в бескислородных условиях при температуре 45°C. Исследование открывает новый взгляд на то, как на ранней Земле могла проходить молекулярная эволюция. Полученные результаты не только актуальны в вопросах происхождения жизни, но и могут найти свое применение в синтетической биологии и нанотехнологиях.

Вера Максимова, 15.02.2025 19:58