Липкие истоки: Поверхностные гели могли объяснить происхождение жизни на Земле

Международная группа исследователей из Японии, Малайзии, Великобритании и Германии предполагает, что ответ на вопрос о происхождении жизни может крыться в липких гелях, связанных с поверхностью, которые существовали задолго до первых клеток.

Их идеи предлагают новый взгляд как на понимание истоков жизни на Земле, так и на признание возможности жизни в других мирах. Исследование опубликовано в ChemSystemsChem.

Теории и роль гелей

Вопрос о том, как началась жизнь, веками озадачивал человечество. Учёные продолжают собирать правдоподобные сценарии из химии, физики и геологии.

«В то время как многие теории сосредоточены на функции биомолекул и биополимеров, наша теория вместо этого включает роль гелей в истоках жизни», — заявил Тони З. Джиа, профессор Университета Хиросимы и соавтор статьи.

В рамках новой «добиологической гелевой» концепции исследователи предполагают, что жизнь могла зародиться в матрицах гелей, прикреплённых к поверхностям — липких, полутвёрдых материалах, обладающих свойствами, схожими с современными микробными биоплёнками.

Опираясь на химию мягкого вещества и данные современной биологии, исследование утверждает, что такие примитивные гели могли обеспечить необходимую структуру и функцию для усложнения ранних химических систем задолго до появления первых клеток.

Значение для эволюции и астробиологии

Захватывая и организуя молекулы, добиологические гели могли преодолеть ключевые барьеры в химии «до-жизни» за счёт концентрации молекул, их избирательного удержания и буферизации окружающей среды. Внутри этих гелей ранние химические системы могли развивать протометаболическое и самовоспроизводящееся поведение, закладывая основу для биологической эволюции.

«Это всего лишь одна теория среди многих в обширной области исследований происхождения жизни, — отметил Кухан Чандру, научный сотрудник Космического научного центра Национального университета Малайзии (UKM) и соавтор исследования. — Однако, поскольку роль гелей в значительной степени игнорировалась, мы хотели синтезировать разрозненные исследования в связное повествование, выдвигающее примитивные гели на передний план дискуссии».

Исследователи также распространяют эту идею на астробиологию, предполагая, что подобные гелеподобные системы могут существовать на других планетах. Эти потенциальные «ксено-плёнки» могли бы быть внеземными аналогами биоплёнок, состоящими из различных химических строительных блоков, уникально доступных в каждом месте.

Эта перспектива расширяет подход к поиску жизни за пределами Земли, предполагая, что целью будущих миссий по обнаружению жизни могут быть скорее структуры, чем конкретные химические вещества.

Следующие шаги в исследовании гелей

Команда планирует экспериментально исследовать свою модель, изучая, как такие гели, состоящие из простых химических веществ, могли формироваться в условиях ранней Земли и какие свойства они могли предоставить зарождающимся химическим системам.

«Мы также надеемся, что наша работа вдохновит других в этой области на дальнейшее изучение этой и других недостаточно исследованных теорий происхождения жизни», — сказала Рамона Ханум, соавтор статьи и бывшая стажёрка UKM.