Тайну возникновения жизни на Земле откроет прусская синь

В условиях, подобных тем, что царили на Земле миллиарды лет назад, из ферроцианида железа, известного также как прусская синь, выделяются цианиды водорода, являющиеся важными компонентами органических молекул. Могло ли это химическое соединение сыграть важную роль в образовании жизни - об этом "Правда.Ру" побеседовала с доктором биологических наук Андреем Белашевым.

Прусская синь получила свое название благодаря своему глубокому синему цвету, похожему на расцветку униформы солдат прусской армии. Эта соль была в разное время награждена и другими эпитетами - берлинская лазурь и милори. Но ученых она привлекла своими необычными химическими качествами.

Группа исследователей из испанского Центра Астрофизики (INTA-CSIC) обнаружила, что из этого минерального соединения можно получать сразу несколько компонентов, образующих органические молекулы - мочевину, диметилгидантоин и молочную кислоту. Причем реакция высвобождения этих элементов происходит самопроизвольно при определенных условиях внешней среды.

Ученые воссоздали в лаборатории образец земной атмосферы - такой, какой она могла быть 3,5 миллиарда лет назад. Насыщенный аммиаком воздух с высокой щелочной составляющей (pH=12 как у нашатырного спирта и хлорного отбеливателя) при температуре 70-150 градусов Цельсия - в этих условиях ферроцианид железа начинает разлагаться на несколько отдельных химических соединений.

Получающаяся в результате реакции мочевина участвует в процессе синтеза пиримидина - вещества, ответственного за формирование кислот в составе ДНК и РНК. Одновременно с этим выделяется диметилгидантоин - один из составных компонентов пептидов и аминокислот. Не меньший интерес для биологии представляет молочная кислота, которая, наравне с яблочной, может создавать особую химическую среду, позволяющую молекулам обмениваться электронами.

После завершения процесса выделения от прусской сини остается плотный черный камень, получивший название гемитит. Этот минерал является одной из самых распространенных форм железа на Земле, и по всему миру обнаружены многочисленные отложения гемитита, получившие название "связанные железные формации" (BIF). Самое древнее такое образование найдено в Южной Африке, и его возраст насчитывает более двух миллиардов лет.

Происхождение этих залежей долгое время было предметом обсуждения ученых: одни считали, что гематит имеет органическое происхождение, другие настаивали на геологических первопричинах его рождения. Второе предположение уже было доказано практическими опытами, а теперь полученные научной группой Центра Астрофизики результаты подтвердили возможность и пребиотического синтеза ферроцианида железа.

Опыт испанских исследователей также подтвердил ранее выдвинутую теорию о том, что и сама прусская синь может образовываться в пребиотических условиях, когда ионы железа вступают в реакцию с атомами метана под воздействием регулярных электрических разрядов.

Возможно ли, что этот необычный минерал послужил первопричиной формирования жизни на Земле?

С таким вопросом "Правда.Ру" обратилась к доктору биологических наук, сотруднику Института молекулярной генетики РАН Андрею Беляшеву.

"Говорить о том, что ферроцианид железа послужил опорной точкой для формирования жизни, было бы неверно. Но полученные результаты показывают - в этом процессе он сыграл не последнюю роль.

В условиях древней Земли он мог служить "ассистентом", подающим необходимые инструменты и препараты. Среди его выделений особого внимания заслуживают цианид водорода и ядовитый газ цианоген. Оба эти вещества необходимы при последовательном формировании как органических молекул, так и оксидов железа.

Открытия, подобные исследованиям реакций прусской соли, позволяют четче представить зарождение жизни на Земле, исключив представления о любом вмешательстве извне. Это был многоступенчатый процесс, на каждом этапе которого происходил сдвиг вперед, в сторону органических молекул, затем РНК и, наконец, микроорганизмов.

Очень важно понять, какие именно реакции происходили в тот или иной момент развития. Это не только позволит раскрыть тайну происхождения жизни, но и даст в распоряжение ученых маркеры, по которым можно искать органику на далеких планетах".

Павел Урушев