Происхождение жизни остается одной из величайших загадок науки. Каким образом инертные элементы могли превратиться в молекулы, способные собираться в первые живые клетки? На протяжении десятилетий исследователи рассматривали различные гипотезы, самая известная из которых касается молнии. Однако новое исследование ученых Стэнфордского университета предлагает удивительное альтернативное объяснение: крошечные молнии, которые спонтанно образовывались между каплями воды, могли стать химическим толчком к возникновению жизни на Земле.
Исторический эксперимент Миллера-Юри
В 1952 году химики Стэнли Миллер и Гарольд Юри провели эксперимент, который стал важной вехой в понимании происхождения жизни. Их цель была проста: воссоздать в лабораторных условиях условия, существовавшие на первобытной Земле, и проверить, могут ли органические молекулы, необходимые для жизни, возникать спонтанно.
Для этого они наполнили колбы различными газами, которые, как считается, представляли собой атмосферу Земли миллиарды лет назад: метаном, аммиаком, водородом и водяным паром. Затем они пропустили через смесь электрический ток, имитируя молнию, которая регулярно ударяет в поверхность Земли.
Через несколько дней люди получили поразительные результаты: в ходе эксперимента было получено несколько аминокислот — основных строительных блоков белков. Это открытие произвело революцию в биологии, предположив, что жизнь могла возникнуть в результате естественной химической реакции, вызванной молнией.
Идея о том, что молния спровоцировала образование первых органических молекул, привлекательна, но она также создает проблему. Если бы эти реакции происходили в океане, полученные молекулы, скорее всего, были бы рассеяны и не смогли бы собираться в более сложные структуры. Если же вместо этого предположить, что эти реакции происходят в небольших бассейнах или неглубоких прудах, возникает другая проблема: молния — это случайное и редкое явление.
Обратите внимание: Исследователи получили 20 новых сигналов из космоса. Каково их происхождение?.
Поэтому маловероятно, что молнии будут ударять в эти места достаточно часто, чтобы способствовать возникновению жизни.Это поднимает ключевой вопрос: если молния не была основным источником энергии для этих реакций, какие другие природные силы могли играть такую роль на примитивной Земле?
Микроразряды: неизвестный источник энергии
Именно в этом и заключается новая гипотеза исследователей из Стэнфорда. Жизнь может зависеть не от молний, а от спонтанных микроразрядов между взвешенными каплями воды.
Феномен прост: когда капли воды поднимаются в воздух (например, через океанские волны, водопады или морские брызги), они приобретают противоположные электрические заряды. При столкновении капель с разными зарядами возникают крошечные разряды, невидимые невооруженным глазом.
В отличие от гроз это явление является постоянным и повсеместным на Земле. Это не было случайным и редким событием, и поэтому оно могло сыграть ключевую роль в образовании органических молекул, необходимых для возникновения жизни.
Эксперимент для проверки этой гипотезы
Чтобы проверить эту идею, исследователи разработали новую версию эксперимента Миллера-Юри. Они воссоздали первоначальную атмосферу, используя те же газы, что и в 1952 году, но на этот раз вместо использования искусственных молний они распыляли в смесь мелкие капли воды.
Используя высокоскоростную камеру, они наблюдали удивительное явление: между заряженными каплями образовывались настоящие микроразряды.
Но самое удивительное еще впереди. После эксперимента ученые проанализировали полученные образцы и обнаружили, что эти микроразряды стимулировали образование сложных органических молекул, в частности глицина и урацила, которые являются важнейшими компонентами белков и ДНК.
Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что энергия, необходимая для образования первых молекул жизни, могла быть получена посредством простого взаимодействия между каплями воды — явления, которое было распространено на первобытной Земле.
Большое влияние на наше понимание происхождения жизни
Результаты были опубликованы в журнале , может произвести революцию в нашем понимании химии доисторических времен. В отличие от молний, микроразряды в каплях воды представляют собой более стабильный и повсеместный источник энергии, что значительно увеличивает шансы существования жизни на Земле.
Однако это предположение распространяется за пределы нашей планеты. Если жизнь может возникнуть в результате простого электрического взаимодействия между каплями воды, то этот механизм может быть универсальным. Это явление также может быть характерным для экзопланет, имеющих океаны или атмосферу, богатую водяным паром, что открывает путь для более широких исследований наличия жизни в других частях Вселенной.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Происхождение жизни остается одной из величайших научных загадок.