Гелі, що прикріплювалися до поверхонь, могли забезпечити структуру й хімію, необхідні для зародження життя на Землі — і, можливо, деінде у Всесвіті.
Як саме з’явилося життя? Група вчених із Японії, Малайзії, Великої Британії та Німеччини припускає, що відповідь може критися в ранніх липких гелях, які прилипали до поверхонь задовго до появи перших клітин.
Їхні висновки пропонують новий погляд на те, як життя могло виникнути на Землі, а також розширюють уявлення про те, яким воно може бути на інших планетах.
Дослідження нещодавно опубліковано в журналі ChemSystemsChem.
Походження життя залишається однією з найстійкіших загадок науки. Хоча безпосередньо спостерігати найперші моменти формування життя неможливо, дослідники й надалі створюють реалістичні сценарії, спираючись на хімію, фізику та геологію.
«Хоча багато теорій зосереджуються на функціях біомолекул і біополімерів, наша концепція натомість враховує роль гелів у виникненні життя», — зазначив професор Хіросімського університету Тоні Цз. Цзя, один зі співавторів дослідження.
Концепція «гелів перед клітинами»
У запропонованій моделі «передбіотичних гелів» команда описує, як життя могло зародитися всередині гелевих матриць, пов’язаних із поверхнями — липких, напівтвердих субстанцій, які нагадують сучасні мікробні біоплівки. Такі біоплівки — це тонкі шари мікроорганізмів, що часто утворюються на камінні, на поверхні водойм і навіть на штучних матеріалах.
Спираючись на хімію м’якої речовини та знання сучасної біології, дослідження доводить, що подібні первісні гелі могли забезпечити необхідну структуру й функціональність для ускладнення ранніх хімічних систем ще задовго до виникнення клітин.
Затримуючи й упорядковуючи молекули, передбіотичні гелі могли подолати ключові бар’єри «дожиттєвої» хімії, забезпечуючи концентрацію молекул, вибіркове утримання та стабілізацію середовища. Усередині таких гелів ранні хімічні системи могли розвинути протометаболічні та самовідтворювальні властивості, закладаючи основу для біологічної еволюції.
«Це лише одна з багатьох теорій у широкому полі досліджень походження життя, — пояснив Кухан Чандру, науковий співробітник Космічного наукового центру Національного університету Малайзії та співкерівник роботи. — Однак через те, що роль гелів часто залишалася поза увагою, ми вирішили об’єднати розрізнені дослідження в єдину концепцію, де первісні гелі займають центральне місце».
Пошук життя за межами Землі
Дослідники також поширюють цю ідею на астробіологію, припускаючи, що подібні гелеподібні системи можуть існувати й на інших планетах. Так звані «ксено-плівки» можуть бути неземними аналогами біоплівок, утвореними з інших хімічних сполук, доступних у конкретному середовищі. Такий підхід розширює стратегії пошуку позаземного життя, пропонуючи звертати увагу не лише на конкретні молекули, а й на самі структури.
Команда планує експериментально перевіряти свою модель, досліджуючи, як подібні гелі з простих хімічних сполук могли формуватися в умовах ранньої Землі й які властивості вони могли надавати зароджуваним хімічним системам.
«Ми також сподіваємося, що наша робота надихне інших учених глибше досліджувати як цю, так і інші маловивчені теорії походження життя», — додала Рамона Ханум, співавторка дослідження та колишня стажерка UKM.