Земята е на около 4.5 милиарда години, а най-старите преки фосилни доказателства за древен живот — строматолити, или микроскопични организми, запазени в пластове, известни като микробни слоеве — датират отпреди около 3.5 милиарда години. Някои учени обаче подозират, че животът е възникнал дори по-рано, от натрупани органични молекули в примитивни водни басейни — смес, често наричана „първичен бульон“.
Но откъде са дошли тези органични вещества? Преди десетилетия изследователи предложиха, че мълнии са предизвикали химични реакции в древните океани на Земята и са създали органични молекули спонтанно.
Сега ново изследване предполага, че почти невидими „микромълнии“, генерирани между заредени водни капки в мъгла, може да са били достатъчно мощни, за да създадат аминокиселини от неорганични вещества. Аминокиселините — органични молекули, които се комбинират, за да образуват протеини — са основните градивни елементи на живота и биха били първата крачка към неговото възникване.
За да се образуват аминокиселини, са нужни азотни атоми, които могат да се свържат с въглерод. Но освобождаването на атоми от азотен газ изисква разрушаване на здрави молекулни връзки — процес, който изисква огромно количество енергия. „Мълниите, или в този случай микромълниите, имат енергията да разрушат молекулни връзки и така улесняват създаването на нови молекули, които са критично важни за възникването на живот на Земята“, казва Уилямс, съавтор на изследването.
Изследователите се базират на експерименти от 1953 г., когато американските химици Стенли Милър и Харолд Юри създават смес от газове, имитираща атмосферата на древната Земя. Те комбинират амоняк, метан, водород и вода, затварят сместа в стъклена сфера и я подлагат на електрически разряди, като получават прости аминокиселини. Този експеримент става известен като експериментът на Милър-Юри и подкрепя теорията за абиогенезата — че животът може да възникне от неживи молекули.
Светкавиците, генерирани от бури или вулканични изригвания, често удрят вулканични скали и създават фулгурити — структури, които съдържат фосфор в разтворима форма, способен да образува биомолекули в езера и локви около вулкани.
В новото изследване учените насочват вниманието си към електрическа активност в много по-малък мащаб. Зара и екипът му наблюдават електрообмен между заредени водни капки с диаметър между 1 и 20 микрона (човешки косъм е дебел около 100 микрона).
„Големите капки са положително заредени, малките — отрицателно. Когато се доближат, електрони прескачат между тях и се образува искра,“ обяснява Зара. Учените смесват амоняк, въглероден диоксид, метан и азот в стъклена колба, пръскат водна мъгла и заснемат с високоскоростна камера слабите проблясъци на микромълнии. Впоследствие откриват органични молекули с въглеродно-азотни връзки, включително аминокиселината глицин и урацил — нуклеотидна база в РНК.
„За първи път показваме, че водните капки при формирането си излъчват светлина — искра, която предизвиква химически трансформации“, казва Зара.
Макар мълниите да са впечатляващи, те са редки и непредсказуеми. Дори в бурното минало на Земята, мълниите може да са били твърде редки, за да произведат достатъчно аминокиселини. Водната мъгла обаче е била често срещана. Много по-вероятно е микромълниите в мъглата да са произвеждали аминокиселини постоянно, които после да са се натрупвали и формирали по-сложни молекули — в крайна сметка водещи до живот.
Все пак, въпреки новите открития, остават въпроси относно произхода на живота. Някои учени поддържат теорията за електрически заряд като катализатор, но има и други хипотези — че аминокиселините са се образували около хидротермални извори на морското дъно или дори са дошли от космоса чрез комети или астероиди.
Макар детайлите около възникването на живота на Земята да остават неясни, картината става все по-пълна благодарение на нови изследвания като това.
Източник: CNN
