211service.com
Gyvenimas galėjo išsivystyti šarvuotuose molio burbuluose
Viena iš didžiausių paslapčių biologijoje yra ląstelių membranų, apsauginių sluoksnių, visiškai supančių sudėtingą cheminę sriubą, kurioje vyksta daugelis subtiliausių gyvybės procesų, kilmė.
DNR ir su ja susijusios biocheminės mašinos gali veikti tik kruopščiai kontroliuojamoje aplinkoje, kurią sukuria ląstelės membrana. Tačiau įdomu, kad vienas iš svarbių darbų, kuriuos atlieka ši mašina, yra sukurti cheminius statybinius blokus, kurie vėliau savaime susirenka į pačią membraną. Tai sukuria paradoksą: membrana negali susidaryti be biocheminių mechanizmų, bet tai neveiks be ląstelės membranos apsaugos.
Dėlionė yra tai, kas buvo pirmas. Kaip ląstelių membranos galėjo išsivystyti be biocheminių mašinų statybiniams blokams gaminti? Ir kaip biocheminės mašinos galėjo išsivystyti be esminės apsaugos, kurią suteikia ląstelių membranos? Tai vištienos ir kiaušinio problema.
Pastaraisiais metais atsirado atsakymas. Panašu, kad pirmiausia atsirado ląstelių membranos, o įrodymų gauta iš daugybės tyrimų, rodančių, kaip paprastos organinės molekulės gali savaime susiburti į burbulus panašias struktūras, vadinamas pūslelėmis.
Įvairios grupės parodė, kaip šios pūslelės gali susidaryti ne tik prebiotinėje sriuboje, kuri tikriausiai egzistavo ankstyvoje Žemės istorijoje, bet ir itin šaltų kristalų paviršiuje, kurie, kaip žinome, egzistuoja tarpžvaigždinėje erdvėje.
Tokiu mąstymo būdu pūslelės suteikė apsauginę aplinką, kurioje lėtai vystėsi gyvybės molekulės.
Šiandien turime kitą variantą. Anandas Bala Subramaniamas iš Harvardo universiteto ir keli draugai išsiaiškino, kad šis pūslelių susidarymo procesas vyksta ir natūraliai pasitaikančiame molyje, vadinamame montmorilonitu. Tai tokie dalykai, kurie gali užkimšti jūsų batus po žygio.
Sakoma, kad vandens ir molio mišinyje lengvai susidaro burbuliukai. Kai taip atsitinka, molis sudaro paviršių aplink burbulą, kuris sulaiko turinį viduje. Tada bet koks kontaktas su cheminėmis medžiagomis, vadinamomis paviršinio aktyvumo medžiagomis, stabilizuoja apvalkalą. Subramaniam ir bendradarbiai vadina rezultatą moliniu šarvuotu burbulu. Pasak jų, šios molio pūslelės yra mechaniškai tvirtos ir stabilios vandenyje bei kituose skysčiuose.
Molio šarvuoti burbulai turi keletą įdomių savybių. Pirma, jie gali lengvai susidaryti tarpuose tarp slenkančių uolų arba tarp akmenukų, kuriuos bangos ir potvyniai mėto pirmyn ir atgal. Ir žinoma, kad paviršinio aktyvumo medžiagos, stabilizuojančios jų struktūrą, egzistavo per visą Žemės istoriją.
Įdomiausia, kad šarvuoti burbulai yra padengti poromis, kurios leidžia tam tikro dydžio molekulėms prasiskverbti į struktūrą ir iš jos išeiti. Dėl to dar labiau tikėtina, kad šios struktūros galėjo būti paprasti primityvūs neorganiniai organinių proto-ląstelių pirmtakai, kaip sakė Subramaniam ir bendradarbiai.
Žinoma, nėra įrodymų, kad gyvybė Žemėje vystėsi šarvuotuose burbuluose, tačiau tai dar vienas rodiklis, kad sąlygos, kuriomis gyvybė gali klestėti, yra labiau paplitusios ir labiau tikėtina, kad jos galėjo įsivaizduoti prieš keletą metų.
Nuoroda: arxiv.org/abs/1011.4711 : Pusiau pralaidžios pūslelės, sudarytos iš natūralaus molio