FacePla.net

Жизнь на Земле впервые появилась 3,7 миллиардов лет назад, когда химические составляющие так называемого первичного бульона каким-то образом превратились в формы жизни, как предполагают ученые. Но, изучая эволюцию не только самой жизни, но и ее строительных блоков, исследователи надеются подойти ближе к ответу, как это произошло.

Молекулы, плавающие в первичном бульоне ранней Земли, должны были постоянно разрушаться под воздействием ультрафиолетовой радиации, а также жара и других процессов, происходивших на планете. Но когда определенные пары молекул объединялись и формировали более крупные химические соединения, порой оказывалось, что они получали защиту, которой не было, когда молекулы существовали по одиночке.

«Когда молекулы взаимодействуют, они приобретают свойства, присущие им только в сложном соединении, - отметил Роберт Рут-Бернштайн, физиолог из Государственного университета Мичигана, США, во время ежегодного собрания Американской ассоциации содействия развитию науки. – Это обеспечивает средства для естественного отбора».

Молекулы, которые могли объединяться для получения особенных характерных черт, стали лучше выживать и разрастаться, в то время как те, которые уничтожались легче, постепенно пропадали.

Лучше вместе

Одним из примеров является соединение глютаминовой кислоты и двух молекул глицина. По отдельности эти молекулы легко уничтожить ультрафиолетовой радиацией. Но в сочетании друг с другом они оказались необычайно стабильными.

«В таком случае мы защищаем эту пару молекул от уничтожения, и они просуществуют гораздо дольше, чем другие, - объясняет Рут-Бернштейн. – Очень специфичные пары выживут, другие – нет».

Другим примером стал гормон эпинефрин, также известный как адреналин. В сочетании с аскорбиновой кислотой (витамином С) получившееся соединение устойчиво к окислению – потере электронов, которая может стать причиной распада вещества. Этим свойством ни один из компонентов не обладает в отдельности.

Проблема часовщика

Эти химические соединения могут помочь объяснить одну из самых великих загадок о зарождении жизни.

Есть известная притча, называемая «проблема часовщика», впервые описанная Нобелевским лауреатом экономистом Гербертом Симоном. Представьте двух часовщиков, пытающихся собрать часы из 1 тысячи кусочков. Первый часовщик делает это по одному кусочку, и он должен собрать их в один присест, иначе они распадутся, и мастеру придется начинать сначала. Второй часовщик выполняет задачу, складывая маленькие устойчивые модули из нескольких кусочков, а позже создавая из них еще большие конструкции, пока не получатся часы. Если мастера прервут, маленькие модули не распадутся, и он может возобновить работу примерно с того момента, когда она была прервана.

Второй способ более эффективный для сборки часов, так как он исключает необходимость начинать заново, если процесс прерван. По словам Рут-Бернштейна, создание первых земных организмов могло идти по примерно тому же пути. Как объясняет ученый, если необходимо развить рецептор, состоящий из примерно 400 аминокислот, невозможно сделать это за один раз. Следует использовать устойчивые модули.

Этими модулями и являются сложные молекулы, ставшие устойчивыми благодаря объединениям. Если жизнь появилась вследствие соединения этих уже устойчивых строительных блоков, а не в результате случайных соединений изначальных сырых молекул, процесс мог быть более эффективным.

«Разница между испытанием абсолютно всех вариантов и небольшого количества устойчивых молекул громадная, - утверждает Рут-Бернштейн. - В результате из чего-то практически невозможного получается нечто вполне вероятное».

Источник: Livescience