Цивилизация
Ученые исследовали процесс спонтанного образования прочных шаровых оболочек из глины в водной среде и полагают, что такие структуры могли лечь в основу зарождения жизни в океанах на Земле миллиарды лет назад, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Soft Matter. Авторы публикации во главе с профессором Говардом Стоуном из Принстонского университета продемонстрировали, что оболочки образуются спонтанно, когда тонкие слои глинистого минерала — монтмориллонита — содержащиеся в воде, «облепляют» маленькие пузырьки воздуха. Если после этого происходит контакт «глиняных» пузырьков с жидкостью, имеющей более низкое поверхностное натяжение, например спиртом или другим органическим соединением, то эта жидкость начинает «просачиваться» внутрь пузырька, смачивая обратную сторону глиняных пластинок, образующих оболочку.
Это смачивание приводит к тому, что воздух внутри пузырьков растворяется в жидкости, оставляя прочную шаровую глинистую оболочку в водной среде. Как показали ученые в своей работе, такая оболочка обладает важнейшим свойством мембран, составляющих оболочки живых клеток — полупроницаемостью. Она может пропускать небольшие органические молекулы внутрь своей оболочки, не позволяя «выбраться» наружу продуктам их взаимодействия. При этом хрупкое внутреннее содержимое пузырьков оказывается хорошо защищено от внешней среды, даже если она оказывается подвижной и постоянно меняющейся, как это бывает в природе.
При этом глинистые материалы обладают способностью ускорять процессы взаимодействия органических молекул, а также процессы с участием РНК. Это говорит о том, что на заре возникновения жизни такие структуры могли выполнять двойную функцию, защищая хрупкие кирпичики жизни от разрушения и помогая им вступить во взаимодействие.
«Основной вывод нашей работы состоит в том, что маленькие молекулы жирных кислот проникают в эти пузырьки и самоорганизуются там, не имея возможности выйти наружу», — сказал Стоун.
Теперь ученым предстоит глубже понять процессы взаимодействия между органическими молекулами и стенками глинистых сосудов и доказать, что подобные структуры действительно встречаются в природе. «Конечно, нам на сегодняшний день неизвестно, играли ли эти пузырьки с оболочкой из глины какую либо роль в зарождении жизни на Земле, однако тот факт, что они очень прочны и обладают возможностью ускорять биологические процессы, позволяет нам это предположить», — сказал один из ведущих соавторов публикации Ананд Бала Субраманиам.
Процесс зарождения жизни на Земле всегда волновал ученых. В первой половине 20-го века в Советском Союзе проводились эксперименты, в которых исследователи пытались воспроизвести условия, благодаря которым возникла жизнь. Академик Александр Опарин выдвинул теорию зарождения жизни из так называемого первичного бульона — в ходе химической эволюции молекул, содержащих углерод. Он проводил эксперименты со сложными смесями органических молекул, пытаясь создать структуру, похожие на живые организмы.
