Жизнь из глины: Между водой и минералом

Возможно, ключевую роль в появлении жизни сыграли минералы – точнее говоря, обыкновенная глина.

Об исследованиях большой группы ученых из США мы уже писали в заметке «Живые пузырьки» - тогда авторы показали, что на поверхности широко распространенного глинистого материала монтмориллонита легко протекает образование коацерватных капель – своего рода простейших предшественниц живой клетки, в оболочки которой заключены все базовые ее компоненты. Новая же работа лишь укрепила ученых в этих выводах: глина придает коацерватным пузырькам прочность и, по сути, становится твердой внешней оболочкой таких «протоклеток», еще недостаточно прочных самих по себе.

«Нам удалось показать весь физический механизм, сопровождающий переход от водного раствора сложных органических веществ, насыщенного пузырьками воздуха и глины, к водно-органической системе, заключенной в пределах полупроницаемых глиняных везикул», - говорит один из авторов работы Ананд Бала Сабраманьям (Anand Bala Subramaniam).

Такие везикулы, укрепленные внешней глиняной стенкой образуются из микроскопических фрагментов монтмориллонита, которые накапливаются на внешней поверхности пузырьков воздуха в толще воды. Приходя в контакт с простыми органическими жидкостями – такими, как этанол или метанол, везикулы теряют содержащийся внутри воздух. Остается полая глиняная сфера, способная стать отличным разделителем среды на внешнюю и внутреннюю, в которой и может поддерживать гомеостаз и развиваться прото-жизнь. Прочность этой стенки защищает от неспокойной среды первобытного океана. Вдобавок, она полупроницаема, т.е. довольно легко пропускает воду и мелкие молекулы, но удерживает крупные органические и биополимеры внутри.

Есть у монтмориллонита и еще одно важное свойство. Этот обычный минерал способен исполнять роль простого катализатора, стимулирующего липиды к формированию бислоя - т.е., базы, основы для любой клеточной мембраны, а также облегчает синтез нитей РНК из отдельных нуклеотидов. А мембрана и РНК – это, в общем-то, все, что нужно для прото-жизни, по крайней мере, в рамках популярной сегодня гипотезы «мира РНК».

Именно поры, свойственные этому глинистому минералу, по мнению Сабраманьяма с коллегами, одновременно обеспечивают и полупроницаемость глиняных везикул, и их каталитическую активность: «Небольшие жирные кислоты свободно попадают внутрь и организуются в более крупные структуры – в результате они уже неспособны выйти наружу». Тем самым прочная глиняная оболочка способствовала отбору тех молекул, которые более других способны к такой самоорганизации.

По пресс-релизу Harvard SEAS