Нове дослідження показує, що будівельні блоки життя, можливо, виникли не в спалахах бурі, а в безперервному світінні океанських туманів. Дослідники зі Стенфордського університету продемонстрували, що явище, яке вони називають «мікроблискавкою», здатне генерувати органічні сполуки, необхідні для життя, надавши значно м’якшого ефекту довго обговорюваній моделі біогенезу Міллера-Юрі .
Їхні експерименти показують, що бризки заряджених крапель води можуть обмінюватися електронами у крихітних іскрах світла та достатньо іонізувати газ у навколишньому повітрі, щоб спонукати вуглець та азот зв’язуватися у більші сполуки. Хоча отримані дані не можуть пояснити, як суміш основних молекул злилася в перші клітини, що реплікуються, вони створюють ще один можливий шлях для синтезу сполук, які утворюють основу білків і ДНК.
«Мікроелектричні розряди між протилежно зарядженими мікрокраплями води створюють усі органічні молекули, які спостерігалися раніше в експерименті Міллера-Юрі», — каже старший автор і хімік Річард Заре. «Ми припускаємо, що це новий механізм пребіотичного синтезу молекул, які є будівельними блоками життя».
У 1952 році американський хімік Стенлі Міллер провів серію нині відомих експериментів під керівництвом нобелівського лауреата Гарольда Юрі. Проводячи цикл суміші нагрітої води та простих газів, таких як метан і аміак, через лабораторне обладнання, Міллер продемонстрував, що можна створити різноманітні амінокислоти, застосувавши іскру електрики. Хоча актуальність результатів експерименту для давніх умов Землі була жваво обговорена, дослідження Міллера-Юрі стало віхою в пошуках опису того, як прості елементи, включаючи вуглець, водень і азот, можуть об’єднуватися складними способами без вказівок існуючих форм життя.
Блискавка цілком може забезпечити енергію, необхідну для цих хімічних реакцій, але океани нашої планети величезні й глибокі. Щоб перетворити їх на бульйонний бульйон органічних кислот, небо має тріщати від електричної активності протягом еонів. Натхненні недавніми експериментами, які виявили, що напруга між мікрокраплями води може фіксувати азот в оксиди азоту, Заре та його колеги провели власні, щоб виявити справжню силу в хмарі пари.
Їхня високошвидкісна візуалізація крапель води, що левітують звуком, виявила випромінювання фотонів кожного разу, коли електрони стрибають між масами різного розміру та заряду. Дослідники назвали цей ефект мікроблискавкою. Якими б крихітними не були ці спалахи, вони вказували на вражаючу кількість енергії, зосередженої в крихітному просторі. Розпилюючи туман у газову суміш азоту, метану, аміаку та вуглекислого газу, дослідники спостерігали утворення більших молекул, які включають нуклеїнові кислоти урацил, амінокислоту гліцин і ціаністий водень – попередник супу з інших органічних будівельних блоків.
Це не виключає безліч інших можливих шляхів утворення хімічних попередників життя, чи то від блискавки, удару від удару метеорита чи доставки на спині комети. У будь-якому разі це може вказувати на неминучість біохімії у всьому Всесвіті. Усюди, де вода збивається в туман у потрібних газах, ми можемо очікувати, що життя має шанс зібратися.
«На ранній Землі бризки води були скрізь – у тріщини або на скелі, і вони могли накопичуватися та викликати цю хімічну реакцію», – каже Заре. «Я думаю, що це долає багато проблем, які виникають у людей з гіпотезою Міллера-Юрі». Це дослідження було опубліковано в Science Advances.
