Жизнь могла зародиться между слоями слюды
Новая гипотеза предполагает, что жизнь на Земле могла зародиться в структурированных пространствах между слоями минерала слюды, которые были уложены, как страницы в книге.
Гипотезу «жизни между листами» слюды разработала Хелен Хансма из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре. Она была представлена в 2007 году и подробно описана в выпуске Journal of Theoretical Biology от 7 сентября 2010 года.
Согласно гипотезе, компартменты (отсеки), которые естественным образом образуются между слоями слюды, могли служить укрытием для молекул — предшественников клеток. В этих отсеках создавались подходящие физические и химические условия для выживания и эволюции молекул, которые в итоге реорганизовались в клетки.
Почему слюда — подходящая среда?
Защита и структура: Пространства между слоями могли удерживать и защищать молекулы, способствуя их выживанию. Они обеспечивали достаточную изоляцию для эволюции, но при этом позволяли молекулам мигрировать и связываться в более крупные органические структуры. Эти компартменты могли послужить шаблоном для будущих клеточных форм жизни.
Источник калия: Слои слюды удерживаются вместе ионами калия. Высокий уровень калия, который слюда могла «пожертвовать» развивающимся клеткам, может объяснять высокую концентрацию этого элемента в современных человеческих клетках.
Источник энергии: Глыбы слюды в породах на дне раннего океана получали постоянную энергию от волн, солнца и движения воды. Эта энергия заставляла слои слюды двигаться вверх-вниз, сближая молекулы между ними и способствуя образованию химических связей.
Гипотеза совместима с другими известными теориями происхождения жизни (например, «мира РНК» или липидных везикул), поскольку поверхность слюды благоприятна для всех основных классов биологических молекул: белков, нуклеиновых кислот, углеводов и жиров. «Мир слюды» мог укрывать все эти «миры».
Преимущества перед другими минералами
По сравнению с другими минералами (например, глинами), которые рассматривались как возможная колыбель жизни, слюда обеспечивала более стабильную среду:
- Пространства между её слоями, вероятно, избегали экстремальных циклов полного высыхания или затопления.
- Слюда не разбухает при контакте с водой, что обеспечивало относительную стабильность для развивающихся молекул и клеток.
Обоснование гипотезы
- Возраст: Некоторые слюды имеют возраст более 4 миллиардов лет. Минералы вроде биотита находили в регионах со следами древнейших жизненных форм возрастом около 3,8 миллиарда лет.
- Наблюдения: Идея пришла к Хансма после того, как под микроскопом на слюде, смоченной водой, она увидела органические частицы. Это навело на мысль, что пространства между подвижными слоями, которые могут реагировать на движение воды, — подходящее место для зарождения жизни, где механическая энергия помогала создавать и разрывать химические связи.
- Технологии: Развитие методов визуализации, в частности атомно-силовой микроскопии (AFM), позволило изучать биомолекулы на атомарно-гладкой поверхности слюды и способствовало формулировке гипотезы.