Tra gli studiosi c'è una nuova spiegazione, come sulla Terra potrebbe svilupparsi la vita

La Storia dell'evoluzione di una volta, divenne testimone di eterne polemiche su ciò che è stato prima l'uovo o la gallina, — tuttavia, uno dei più interessanti enigmi suona come segue: se esisteva la vita prima dell'avvento degli acidi nucleici? E nel nuovo studio, gli scienziati hanno fornito la prova che il primitivo biochimica è stata in grado di emergere e svilupparsi senza fosfati – di uno dei più importanti e principali componenti strutturali degli acidi nucleici, che fanno parte della nostra genetica chimica, — che aggiunge peso ipotesi, secondo la quale, prima ancora della comparsa della vita già potuto esistere il metabolismo.

Gli Scienziati del Massachusetts institute of technology e dell'università di Boston hanno individuato un certo numero di alternative vie metaboliche, in cui non sarebbe necessario il coinvolgimento di fosfati. L'apertura è in grado di colmare le lacune nella nostra comprensione di come complessa chimica organica ha dato la vita sul nostro pianeta.

Quello che siamo abituati oggi a chiamare vita, in gran parte basato sulla non proprio perfetta реплицирующей di chimica, dove è necessaria la presenza di un modello che è possibile copiare, e anche di un certo volume di energia, che è sufficiente per la trasformazione fisica di semplici prodotti chimici a base di carbonio in forme più complesse. E la questione qui è, che era il primo: chimica codice, che potrebbe svilupparsi in una forma più complessa, o la strada più impegnativa, che potrebbe utilizzare l'energia per trasformare semplici sostanze chimiche più complesse di composti organici.

Secondo la cosiddetta ipotesi di RNA-nel mondo, liberamente galleggianti ensemble molecole di acidi ribonucleici (RNA), sono in funzione di memorizzazione delle informazioni genetiche e che erano una sorta di quegli stessi modelli, hanno contribuito ad accelerare i processi di reazioni chimiche, che ora può essere descritto come il processo di comparsa della vita. Il problema di questo concetto è il fatto che le molecole di RNA non sarebbe in grado di farlo senza fonte di energia necessaria per la sequenza di reazioni chimiche che, a sua volta, potrebbe essere considerato come una forma precoce metabolismo (metabolismo). Inoltre, in molecole di RNA contiene fosfati, sostanze strettamente вплетающиеся nell'ambiente e, di conseguenza, è difficile impossibili da incorporare in composti organici.

Secondo un'altra ipotesi, le prime forme di metabolica chimica, non incatenato le membrane cellulari, inizialmente hanno avuto la possibilità di assorbire energia dall'ambiente – sotto forma di calore o di luce – e del suo trasferimento da una reazione chimica ad un'altra all'interno di organico di minestra (una specie di brodo primordiale, in cui è nata la vita). Alla fine questo primitivo metabolismo (metabolismo) ha collaborato con le molecole di RNA e si trovava in questo stato finché non ha trovato rifugio all'interno delle singole bolle di grasso – molecole, che ora potrebbe essere considerato come una delle prime cellule.

Eppure scambio di energia moderni organismi basato intorno a tali composti, come adenosina trifosfato (ATP) e никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADP), cioè anche in questo caso è associato con i fosfati.

Alternative vie metaboliche che sono stati identificati dagli scienziati nell'ambito di un nuovo studio, basato su molecole a base di zolfo — la sostanza, присутствовавшее in abbondanza nel terreno oceani diversi miliardi di anni fa.

«l'Importanza di questo studio sta nel fatto che ora, nell'ambito di nuovi tentativi di scoprire la fonte di vita deve essere presa in considerazione la probabilità che si verifichi senza la partecipazione di fosfati, che ora sono considerati uno dei più importanti aspetti, ma che potrebbe non essere, quando sono iniziate le prime reazioni chimiche che hanno portato alla sua nascita», — dice il ricercatore Daniel Serge della Boston university.

L'Idea che un ruolo centrale nel processo metabolico potrebbe, una volta giocare zolfo – non è nuova. Ancora all'inizio del XX secolo chimico tedesco Вахтершаузер espresso l'ipotesi che il collegamento del solfuro di ferro e solfuro di nichel possono svolgere un ruolo di catalizzatore del processo di fissazione del carbonio intorno profonde oceaniche vulcaniche di flussi e di agire come un meccanismo di scambio di energia tra, come li chiamava lui, «gli originali organismi». Tuttavia, la mancanza di prove convincenti, che riunisce tra una varietà di reazioni chimiche coinvolte in questa «сульфидно-ferro ipotesi», non ha permesso di confermare l'ipotesi.

«Ciò che è rimasto sempre trascurato, era la mancanza di prove concrete, basate su dati di fatto, che questi primi processi chimici potrebbe essere un associato e relativamente complessa primitiva metabolica rete, e non solo erano diffuse le reazioni», — dice Serge.

Serge e il suo team hanno applicato il metodo di calcolo di biologia dei sistemi – approccio teorico, in cui per lo studio di una varietà di modi di reazioni biochimiche vengono utilizzati modelli matematici – e hanno identificato una serie di otto non contengono fosfati di composti che potrebbero avere in abbondanza in antichi oceani del nostro pianeta. Poi hanno applicato un algoritmo per la simulazione di primitivo di scambio energetico, a base di solfuri di ferro, e anche сульфидо-contenenti collegamenti – тиоэфиры – e ha iniziato a seguire le varie reazioni chimiche possono accadere a loro.

Alla fine, è stato rilevato cheil risultato principale di una rete di 315 reazioni che coinvolgono 260 metaboliti potrebbe essere la produzione di diversi composti organici complessi, necessaria per la comparsa della vita. Nella lista di questi composti, che comprende anche aminoacidi e acidi carbossilici.

Così come anticipato биоорганическая chimica non è stato in grado di lasciare abbastanza prove della sua esistenza in forma di antichi depositi, devono utilizzare tali modelli matematici in grado di prevedere quello che potrebbe accadere molti miliardi di anni fa. E anche se tali dati difficilmente può essere utilizzato come prova безфосфатного lo sviluppo della vita, possono diventare una delle prove possibilità che la vita è apparsa di composti chimici, che ciò non conta la maggior parte degli organismi. Inoltre, l'utilizzo di tali dati può andare ben al di là delle solite discussioni di domande su come potrebbe evolversi la vita sul nostro pianeta.

«l'Analisi del metabolismo dal punto di vista ecosistemico livello o anche come fenomeno planetario, e non a titolo individuale specifici organismi acquatici, può indossare un valore pratico e per la nostra comprensione di comunità microbica», — dice Serge.

I Risultati di ricerca gruppo di scienziati del Massachusetts institute of technology e dell'università di Boston è stato pubblicato in un recente numero della rivista scientifica Cell.