В продължение на векове учените се опитват да отговорят на фундаменталния въпрос: Как животът на нашата планета е възникнал от вещества, които очевидно не са живи? Ново проучване предлага нова теория за възникване на живота на Земята.
Нова теория за възникване на живота на Земята
Историята на Земята обхваща повече от 4,5 милиарда години и през това време нашата планета се е превърнала в дом на огромен брой живи същества. Самият факт, че съществуват хора и различни други живи същества, е поредица от удивителни съвпадения, простиращи се повече от 4 милиарда години назад. Една от основните мистерии е как самият живот е възникнал от първичен „бульон“ от вещества, които очевидно не са били живи, пише Science Alert.
Прочетете също: Плашещи паралели: Има нещо общо между съвременния свят и най-голямото масово измиране на Земята
Ново проучване предполага, че този неочакван праг може да е бил прекрачен не веднъж, а два пъти. Изследването, ръководено от екип от университета „Хайнрих Хайне“ в Дюселдорф, се фокусира върху най-простия набор от химични реакции, за които се смята, че са позволили тази трансформация. Резултатите показват, че двете основни линии на живота – бактериите и археите, може да са еволюирали независимо една от друга.
Според съавтора на изследването Уилям Мартин, биолог, е изненадващо, че ензимите, които катализират тези реакции, не са се запазили на еволюционната граница, разделяща бактериите и археите. Сега новите данни оставят само една възможна опция: бактериалните и археалните линии са достигнали независимо едно свободно живеещо състояние. По този начин, според учените, те са разглеждали един произход на генетичния код, но два произхода на живота.
Прочетете също: Земята е изправена пред неразрешим проблем: Токсични частици се просмукват навсякъде
Трябва да се отбележи, че заключението на учените е доста смело, като се има предвид колко е трудно да се дефинира какво е живот. Според учените, животът се разбира като материя, която реагира на околната си среда, абсорбира енергия, расте и се размножава. Дори това твърдение обаче е несъвършено, тъй като вирусите могат да правят повечето от горепосочените, но все пак традиционно не се считат за живи.
Един универсален аспект на живота, който липсва на вирусите, е метаболизмът - наборът от химични реакции, които организмите използват, за да произвеждат молекули, жизненоважни за ежедневните им дейности. Ензимите са основните протеини, които действат като катализатори на тези реакции в организмите. Това повдига въпроса: Какво се е появило първо?
Самите ензими са продукти на химични реакции – как тогава първите форми на живот са започнали да метаболизират вещества, включително ензими, без помощта на други ензими? Смята се, че отговорът вероятно се крие в околната среда.
Смята се, че първият живот на Земята е възникнал в силно реактивни среди, като например хидротермални извори. Металите, срещащи се естествено на тези места, може да са били първите катализатори за метаболизъм, превръщайки съединения като водород, амоняк и въглероден диоксид в други полезни молекули.
Трябва да се отбележи, че почти всичко, свързано с произхода на метаболизма, е предмет на дебат. Но повечето учени са съгласни с едно нещо: мрежата от около 400 реакции, която превръща H2, CO2, NH3, H₂S и фосфат в аминокиселини, основи и кофактори, не би могла да възникне мигновено.
В ново проучване учените са изследвали протеиновите структури на ключови метаболитни ензими в геномите на бактерии и археи. В резултат на това учените са успели да разработят метод и алгоритъм за организирането им по ниво на сложност. Въз основа на тези данни те са успели да определят кои от тях са еволюирали в какъв ред и да изградят приблизителна хронология.
Резултатите показват, че последният универсален предшественик на всички клетки, LUCA, е имал ензими само за половината от метаболитните си реакции, докато другата половина е била катализирана от метали в средата, където е възникнала LUCA.
Според учените, всичко показва, че предците на бактериите и археите независимо са еволюирали структурно различни ензими, за да катализират една и съща важна метаболитна реакция. Подобни паралелни изобретения биха могли да проправят пътя за независимата поява на свободно живеещи бактерии и археи.
Язовир в Китай измества земната ос и удължава деня
