Новое исследование показало, что жизнь на Земле, возможно, возникла благодаря "микромолниями", вызванными грохотом водопадов и океанских волн. Крошечные "микроразрядные" искры образуются, когда капли воды от разбивающихся волн сталкиваются и распадаются. Ученые из Стэнфордского университета создали микроскопические электрические заряды в лаборатории и смешали их с газами, которые были обнаружены в ранней атмосфере. Эта комбинация образовала цепочки органических атомов (молекул), включая строительные блоки ДНК.
До сих пор ученые полагали, что бесчисленные удары молний из самых ранних облаков над поверхностью Земли произвели электричество, которое привело к возникновению жизни примерно 3,5 миллиарда лет назад, пишет Daily Mail.
Гипотеза Миллера-Юри десятилетней давности имела множество недостатков, включая тот факт, что молнии случаются очень редко, из-за чего ученым трудно поверить, что их было достаточно, чтобы обеспечить энергией весь океан.
Ученые косвенно подтвердили теорию происхождения воды на Земле
Но новая теория "микромолний" открывает дверь к пониманию того, что эти химические реакции происходили постоянно и везде, где на доисторической Земле была вода, отмечает Daily Mail.
Профессор Ричард Заре из Стэнфордской школы гуманитарных наук утверждает: "На ранней Земле повсюду были водяные брызги – в расщелинах или на камнях, и они могли накапливаться и вызывать эту химическую реакцию”.
Предыдущие исследования показали, что ранняя атмосфера Земли, вероятно, содержала набор различных химических веществ, включая углекислый газ (co₂), азот (n₂), метан, аммиак и водород. Некоторые из этих исследований показали, что атмосфера состояла в основном из смеси CO₂-n₂ с меньшим количеством метана и аммиака. Это включает в себя гипотезу Миллера-Юри, выдвинутую в 1952 году американскими химиками Стэнли Миллером и Гарольдом Юри.
Более 70 лет спустя команда профессора Заре обнаружила, что одним из органических веществ, образующихся в результате микропросветления, был урацил – органическая молекула со связями углерод-азот.
Заре отметил, что углерод-азотные связи являются важным компонентом соединений, из которых состоят современные живые организмы, включая белки, ферменты и хлорофилл.
Урацил является одним из ключевых компонентов ДНК и РНК, которые содержат всю нашу генетическую информацию, поясняет Daily Mail. В частности, урацил является одним из четырех нуклеотидных оснований в РНК, одноцепочечном генетическом материале, которые действуют как молекулярные помощники ДНК. Между тем, ДНК – это двухцепочечный генетический материал, который содержит инструкции для работы всех клеток организма.
Обнаружение строительных блоков жизни после этого необычного процесса, по-видимому, доказывает, что органический материал, скорее всего, не был нанесен молнией или метеоритом на Землю более трех миллиардов лет назад – он все это время находился в воде.
Итак, откуда же взялось электричество в доисторической воде? Ричард Заре и его команда обнаружили различные типы зарядов, образующихся при разбрызгивании воды. В частности, крупные капли часто несли положительный заряд, в то время как очень маленькие капли несли отрицательный заряд.
Обычно все атомы воды содержат одинаковое количество протонов и электронов. Однако разные заряды возникают в результате того, что разбрызгиваемая вода теряет или приобретает разное количество электронов, превращаясь в маленькие капельки. Проще говоря, разъясняет Daily Mail, когда волна разбивается о берег или капли разбрызгиваются из водопада, частицы воды теряют электроны (становятся положительно заряженными) или набирают их (становятся отрицательно заряженными), распадаясь на более мелкие капли.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, использовались высокоскоростные камеры, чтобы зафиксировать электрические искры, когда две противоположно заряженные капли сближаются, образуя микроразряды.
Заре добавил, что, хотя искры и не видны невооруженным глазом, они несут в себе много энергии. В ходе эксперимента, направив струю воды в смесь азота, метана, углекислого газа и аммиака, были получены три органических соединения. К ним относятся цианистый водород, аминокислота под названием глицин и урацил.
"Мы обычно думаем о воде как о чем-то безобидном, но когда она разделяется на маленькие капельки, вода становится очень реактивной", – объясняет Заре, добавив, что разбивающиеся волны или водопады, по-видимому, являются истинным источником жизни.
