Первобытные пруды, возможно, обеспечили подходящую среду для зарождения первых форм жизни на Земле в большей степени, чем океаны. Исследователи сообщают, что в мелководных водоемах глубиной порядка 10 сантиметров могли находиться высокие концентрации того, что многие ученые считают ключевым ингредиентом для начала жизни на Земле: азота.
В неглубоких водоемах азот, в виде оксидов азота, имел хорошие шансы накопиться, чтобы вступить в реакции с другими соединениями и дать начало первым живым организмам. В гораздо более глубоких океанах азоту понадобилось бы намного больше времени, считают ученые. Результаты исследований опубликованы в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems.
© Ray49 | Shutterstock
Если первобытная жизнь действительно возникла в результате ключевой реакции, включающей азот, есть два способа, с помощью которых, по мнению ученых, это могло произойти. Первая гипотеза связана с глубоким океаном, где азот, в форме оксидов азота, мог бы прореагировать с углекислым газом, выходящим пузырьками из гидротермальных источников, это сформировало бы первые молекулярные строительные блоки жизни.
Вторая, основанная на азоте, гипотеза происхождения жизни включает РНК — рибонуклеиновую кислоту, молекулу, которая сегодня помогает кодировать нашу генетическую информацию. В своей примитивной форме РНК, вероятно, была свободно плавающей молекулой. Некоторые ученые считают, что при контакте с оксидами азота РНК могла сформировать первые молекулярные цепи жизни. Этот процесс образования РНК мог происходить либо в океанах, либо в мелких озерах и прудах.
Оксиды азота, вероятно, оседали в водоемах, включая океаны и пруды, как остатки распада азота в атмосфере Земли. Атмосферный азот состоит из двух молекул азота, связанных через сильную тройную связь, которая может быть разрушена только чрезвычайно энергетическим событием — а именно молнией. Ученые полагают, что молний могло быть достаточно, чтобы произвести множество оксидов азота, чтобы подпитывать возникновение жизни в океане.
В исследовании выделяют два фактора, которые могли бы уничтожить большую часть оксидов азота, особенно в океанах. Оксиды азота в воде могут разрушаться от солнечного ультрафиолетового излучения, а также из-за взаимодействия с растворенным железом, вымытым из океанических пород. Ультрафиолетовый свет и растворенное железо могли уничтожить значительную часть азотистых оксидов в океане, отправив соединения обратно в атмосферу в виде газообразного азота.
В океане ультрафиолетовый свет и растворенное железо сделали бы оксиды азота гораздо менее доступными для синтеза живых организмов. В мелких водоемах, однако, жизнь имела бы больше шансов закрепиться. В основном потому, что водоемы имеют гораздо меньший объем, в котором можно разбавлять соединения. В результате окислы азота накапливались бы в прудах в гораздо более высоких концентрациях.
Дебаты о том, возникла ли жизнь в прудах или океанах, не совсем разрешены, но ученые говорят, что новое исследование дает одно убедительное доказательство первого: в целом, многие пребиотические пути синтеза, кажутся, с точки зрения химии, легче в прудах, чем в океанах.
