Zvučni mjehurići kao mjesto nastanka života?

Šuplji prostori s polupropusnim trupima možda su stvorili povoljne uvjete za formiranje prvih biomolekula

Uključivanja Montmorillonita u kristalni kristal. Glina formira vlaknaste strukture u šupljinama u kvarcu © Rob Lavinsky / iRocks.com / CC-by-sa 3.0
čitati naglas

Glina je možda bila ključ stvaranja prvih protocela na Zemlji. Najmanje sumnjivi američki fizičar. Sada su otkrili mehanizam kako se zračni mjehurići obloženi glinom mogu pretvoriti u šupljine ispunjene vodom okružene polupropusnim slojem. Zatim ostavljaju kemijske građevne blokove za velike biomolekule, ali ne i za veće reakcijske proizvode, kako bi se akumulirali. Pored toga, glina katalizira određene reakcije sinteze.

Kad lokvice ili podzemne vode dođu u dodir s glinom, moguće je da se glina nakuplja na vanjskoj ljusci mjehurića zraka, okružujući sitne šupljine. U kvarcnim stijenama još uvijek postoje šupljine ispunjene zrakom čiji su unutarnji zidovi obloženi finim vlaknima montmorillonitne gline. Istraživači sa Sveučilišta Harvard sada su pokazali da su ovi glineni mjehurići mogli biti idealno mjesto za formiranje prvih biomolekula u prvim danima Zemlje.

Otkrili su mehanizam koji tvori odjeljke od glinenih mjehurića s polupropusnom školjkom. U takvim se odjeljcima određene molekule mogu zatim akumulirati kako bi dostigle koncentraciju potrebnu za njihove reakcije. Jer prema uobičajenoj doktrini, prvi građevni blokovi života nisu mogli nastati na otvorenom oceanu, jer se tamo reakcijski partneri za ključne reakcije spajanja nisu mogli obogatiti u dovoljnoj koncentraciji. Turbulencija i potraga za izjednačavanjem koncentracije odmah bi razrijedili molekule.

Zvuk omotan mjehurić od početne točke

"Mnogi su radovi tijekom proteklih desetljeća istraživali ulogu mjehurića zraka koji se igraju u akumulaciji molekula i nanočestica, a time i u stvaranju određenih kemijskih reakcija", objašnjava Anand Bala Subramaniam sa Fakulteta tehničkih i primijenjenih znanosti Sveučilišta Harvard (SEAS), "Sada smo otkrili potpuni fizički mehanizam za prijelaz iz dvofaznog sustava glinenih mjehurića u polupropusni vezikuli ispunjeni vodom. Ovo bi lako moglo proizaći iz materijala koji su dostupni u okolišu. "

Ulazi unutra, molekule više ne izlaze

Ako mjehurić zraka omotan ovom glinom dođe u dodir s jednostavnim organskim tekućinama, poput etanola ili metanola, ovi alkoholi mogu prodrijeti u unutrašnjost ovojnice gline, budući da imaju izuzetno nisku površinsku napetost. Tamo donose mjehurić da se rasprsne. Kao rezultat, voda i manje molekule sada mogu prodrijeti. Rezultat je mala kuglica ispunjena vodom s Tonh lle, koja tvori fizičku granicu prema vanjskom svijetu. prikaz

Prijelaz iz mjehurića u polupropusne gline Anand Bala Subramaniam / Harvard

S jedne strane, vezikule su dovoljno robusne da zaštite svoj sadržaj čak i u nemirnom oceanu ili "juhi". S druge strane, mikroskopski male pore u glini tvore polupropusnu membranu koja omogućuje prodiranje osnovnih biomolekula biomolekula, ali sprečava njihovo ponovno puštanje.

Katalitička aktivnost možda je olakšala stvaranje biomolekula

Za Montmorillonite odavno je poznato da djeluje katalitički: glina olakšava masnim kiselinama, posebno, formiranje membrana, ali i pojedinih nukleotida da se okupe u DNK. Zaključak je da male masne kiseline upadaju i organiziraju se u veće strukture. Ali tada ne mogu izaći “, rekao je Howard A. Stone, bivši istraživač s Harvarda, a sada profesor na Sveučilištu Princeton. "Ovo je prirodan način favoriziranja i odabira molekula koje se mogu samoorganizirati."

"Jesu li glineni vezikuli zapravo igrali presudnu ulogu u životnoj genezi, nije poznato", dodaje Subramaniam. "Činjenica da su toliko robusne i da glina ima dobro poznata katalitička svojstva ukazuje na to da su možda igrale neku ulogu." Istraživanje istraživača s Harvarda nalazi se sada u časopisu Pojavio se "Soft Matter".

(Sveučilište Harvard, 08.02.2011. - NPO)