Главная » 2010 » Май » 28 » В горячих источниках в океане нашли колыбель жизни
17:02
В горячих источниках в океане нашли колыбель жизни
Предложена гипотеза, объясняющая, как самые первые молекулы ДНК могли
размножаться в океанах. До сих пор считалось, что это невозможно, так
как в огромном объеме воды ДНК неизбежно будет разбавляться. Новая
работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Коротко о ней
пишет New Scientist. Согласно современным представлениям, первыми
молекулами, которые впоследствии дали начало живым организмам, были
молекулы ДНК или РНК.Эти молекулы обладают способностью к копированию (будущее размножение) и
постепенным изменениям (мутационный процесс). Одним из краеугольных
камней всех гипотез, объясняющих самые ранние этапы эволюции этих
молекул, является объяснение того, где и как могли быть синтезированы и
начать размножаться ДНК или РНК.
Большая часть Земли во время
появления этих молекул была покрыта океаном, и некоторые ученые
"переносили" место рождения ДНК и РНК на небольшие фрагменты суши, где
образовывались лужицы. В них исходные компоненты для синтеза больших
молекул находились бы в достаточной концентрации. Авторы новой работы
предложили иной механизм и подтвердили его в лабораторных экспериментах.
Ученые предположили, что "колыбелью жизни" могли быть участки
океана вокруг гидротермальных источников. Там постоянно возникают слабые
конвекционные потоки, которые могут распространяться в трещинах в
близлежащих скалах. По мнению исследователей, такие потоки могут
приводить к тому, что попавшие в трещины элементарные "кирпичики" для
синтеза ДНК (ученые разработали свой механизм только для ДНК) -
нуклеотиды, короткие нити ДНК и необходимые для синтеза ферменты (многие
специалисты полагают, что эту функцию выполняли молекулы РНК) будут
концентрироваться.
Вода у той стороны трещины, которая обращена к
потоку, теплее, чем вода у дальних стенок, и скопившиеся реагенты будут
стремиться к более теплой части, увлекаемые потоками. При высоких
температурах двойная спираль ДНК расплетается, а это необходимое условие
для синтеза новых цепей. Однако затем все эти соединения будут
уноситься прочь от теплых участков и оседать неподалеку от источника,
так как при высоких температурах компоненты раствора быстрее движутся и
энергичнее "выталкивают" друг друга прочь. В итоге на дне океана рядом с
выбросами теплой воды постепенно будут концентрироваться "нужные" для
появления жизни соединения.
Чтобы проверить свою гипотезу,
ученые поместили все необходимые ингредиенты в узкую трубку длиной около
1,5 миллиметра и нагревали одну из ее стенок. В итоге в трубке возникли
конвекционные потоки, и нити ДНК действительно удваивались.
Совсем
недавно другой коллектив исследователей объяснил, как на Земле могли
возникнуть молекулы РНК, помогающие в копировании молекул ДНК. Этот
вопрос оставался неясным, так как у молекул РНК не было "помощников",
способствующих их "рождению". В своей работе ученые нашли потенциальных
кандидатов на роль таких "помощников".
