Новости науки

6 989 подписчиков

Свежие комментарии

  • Виктор Муравьев
    И что? Кроме бормочущего всякие страхи мужика ничего не видно. Десять минут жизни потерял, глядя на эту галиматью. Ка...На Земле появилис...
  • jursemmailru Пенхасов ЮС
    За то, что Рогозин собрался лететь на Луну – я ЗА, и не только руками; но отправить его надо без обратно...Как Рогозин собра...
  • Павел К
    А чё ж ты раньше не говорил-то? Сколько упущено. Но теперь, спасибо тебе, мы по другому заживем. :):)На грани

На гранулах пирита выросли кристаллы из первичного бульона

На гранулах пирита выросли кристаллы из первичного бульона

Изображение гранул пирита фрактальным рисунком, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа

Lena Vincent et al. / Life, 2019

Группа американских и японских ученых установила, что химические экосистемы могут эволюционировать при наличии ресурса исходных реагентов. Авторы новой работы смешали раствор простых органических веществ, неорганических солей и источника химической энергии (АТФ или персульфата аммония) с порошком пирита, перемешивали пару дней, а затем перенесли часть в сосуд с новой порцией исходного раствора с пиритом и последовательно переносили сорок раз. На 12 поколении концентрации органических веществ и производного АТФ начали снижаться, а на кристаллах пирита образовывались фрактальные рисунки. 

Согласно одной из теорий возникновения жизни, развитие необходимых сложных веществ на Земле произошло благодаря эволюции химических экосиситем, которые накапливались на поверхности минералов и состояли из молекул, способных катализировать реакции образования друг друга. Одна из моделей возникновения таких систем основана на предположении о том, что органические молекулы адсорбировались на железисто-серных минералах и «росли» в окружении источников атомов углерода.

Однажды обогащенные важнейшими молекулами, взаимно-катализируемые системы развивались и распространялись по поверхности минералов, используя потоки веществ и энергии из окружающей их среды для формирования всех нужных компонентов.

Лена Винсент (Lena Vincent) с коллегами из Висконского университета в Мадисоне смешали вещества, вероятно существовавшие в добиотический период, с порошком распространенного в то время пирита и исследовали эволюцию раствора, добавляя новые порции компонентов к веществам, которые синтезировались в предыдущем поколении. Раствор с порошком пирита оставляли на пару дней, затем перенесли смесь в сосуд с новым раствором пирита и опять оставили на два-три дня. Через каждые шесть поколений авторы определяли рН, концентрации образующихся веществ и ортофосфата — производного молекулы АТФ, которую добавили в раствор в качестве источника химической энергии. Исходный бульон содержал аминокислоты, органические кислоты, соли переходных металлов, некоторые неорганические соли, азотистые основания, сахара, кофакторы и некоторые другие соединения.

На гранулах пирита выросли кристаллы из первичного бульона

Схема эксперимента. В процессе переноса небольшой части суспензии предыдущего поколения в новый раствор с пиритом химические вещества распространялись по минералу (изображены желтым) достатчно быстро, избегая разбавления

Lena Vincent et al. / Life, 2019

Чтобы убедиться, что изменения в растворе протекают благодаря последовательному переносу в сосуды с новыми растворами, а не в результате старения или попадания веществ из окружающей среды, исследователи сравнивали результаты с контрольными образцами.

В десяти независимых сериях эксперимента авторы обнаружили значительное снижение концентрации ортофосфата в поколениях шесть, 12 и 18 по сравнению с контрольными растворами. Исследователи предполагают, что это произошло либо из-за осаждения или адсорбции на пирите, либо из-за перехода во вторичные неорганические анионы или фосфорилированные органические соединения. Содержание органических соединений, которые поглощают электромагнитное излучение в УФ и видимой области, начало снижаться в 12 поколении. Авторы утверждают, что эти соединения покидали раствор аналогично ортофосфату.

На изображениях сканирующего электронного микроскопа гранул порошка пирита исследователи заметили фрактальный рисунок, который на гранулах контрольного образа встречался редко. В результате дополнительных экспериментов авторы убедились, что для образования рисунка необходимо наличие в растворе как неорганических солей, так и органических веществ и АТФ. По словам авторов, это указывает на наличие органического слоя на поверхности пирита, который позволяет образовываться кристаллическим структурам.

На гранулах пирита выросли кристаллы из первичного бульона

Периодическое изменение концентрации ортофосфата в растворах разных поколений

Lena Vincent et al. / Life, 2019

Авторы заметили систематические изменения в течение циклов переноса и продолжительный цикл спада и повышения концентраций свободного ортофосфата и органических соединений, который указывает на возможность возникновения динамически поддерживаемой самораспространяющейся химической экосистемы. По их словам, модификация использованного метода изучения эволюции химических экосистем с пиритом путем варьирования начальных компонентов и концентраций поможет ученым лучше понять возникновение условий для развития жизни.

Ссылка на первоисточник

Картина дня

наверх