Възможно ли е животът да е започнал в слюдеста глина? (видео)

В митологиите и историите за произхода по света различни култури и религии посочват глината като първичния материал, на който боговете-създатели са вдъхнали самоподдържащ се живот. В днешно време разполагаме с биология, за да обясним как се заражда животът, но може ли тези стари приказки да са по-близо до целта, отколкото си мислим?

В статия, написана в памет на Нед Сийман (Ned Seeman), създател на ДНК нанотехнологиите, почетният биофизик от Калифорнийския университет в Санта Барбара Хелън Хансма (Helen Hansma) излага отдавнашната си идея, че примитивният живот, в предклетъчните структури, еволюирали в нашите клетки на основата на липиди и протеини, може да е започнал в слюдеста глина.

Статията ѝ е публикувана в Biophysical Journal.

Първоначално предложена преди почти 16 години, хипотезата на Хансма се присъединява към много други предположения за това как се е появил животът на Земята.

Сред тях са добре известният "РНК свят", в който самовъзпроизвеждащите се РНК молекули са еволюирали в ДНК и протеини, и концепцията "Първо метаболизмът", според която животът се е развил от спонтанни химични реакции. Съществува и хипотезата "пица", която твърди, че животът би могъл да се появи от земни органични биомолекули. Съществуват и други хипотези за глината, според които животът може да е възникнал върху монтморилонитна глина или богати на желязо глини.

Хансма не си е поставила за цел да разбере как е еволюирал животът на Земята, когато за първи път е стигнала до идеята си. По-скоро, като биофизик и програмен директор в Националната научна фондация около 2007 г., тя се е занимавала с любимите си играчки - дисекционен микроскоп и парчета слюда, които разделяла на листове.

"Когато погледнах парченцата зелени водорасли и кафявата кал по краищата на слюдените листове, си помислих, че това би било добро място за зараждане на живот", разказва тя в статия за работата си, пише Хансма за NSF.

Нейната идея включва елементи от други концепции за абиогенезата (как животът се е появил от неживи материали), заявявайки, че всички предшественици на биомолекулите и метаболитните процеси биха могли да бъдат събрани между слоевете слюда. Това е среда, която е предлагала известна защита от външния свят, но е позволявала свободен обмен на вода и други вещества, които биха станали важни за клетките.

"Моята представа е, че повърхностите на слоевете слюда са били чудесно място за растеж на молекулите и развитие на процесите и в крайна сметка всичко необходимо за живота е било върху слюдата", посочва Хансма.

По същество слюдата е действала като скеле и "реакционни камери", в които са могли да протичат и да се развиват метаболитни процеси. Предимството на слюдата пред монтморилонита е, че слюдата, в която калиевите йони държат слюдените листове заедно, не се размива и следователно осигурява по-стабилна среда, добавя Хансма. За разлика от тях листовете на монтморилонита се държат заедно от по-малките натриеви йони, което води до свиване и набъбване по време на циклите мокро-сухо и до по-малко стабилна среда.

Наличието на калиеви йони в слюдестите глини е друг фактор в полза на хипотезата за слюдестите глини: Клетките на живите същества имат високи вътреклетъчни концентрации на калий, което прави слюдата "по-вероятно местообитание за възникване на живота от монтморилонита".

А откъде тази пребиотична съвкупност би взела енергия за взаимодействие и поддържане при липсата на биохимичната енергия, която сега захранва телата ни?

Хансма предполага, че по това време слънчевата светлина е била един от кандидатите, както и механичната енергия, която се е получавала чрез отваряне и затваряне на слюдените листове при навлизането и изтичането на вода.

"Изглежда, че тези движения на отваряне и затваряне са били начин за притискане на молекулите, преди да има химическа енергия", обяснява , добавя Хансма.

Тази принудителна близост би могла да стимулира взаимодействието между молекулите, подобно на действието на ензимите днес. Различните взаимодействащи молекули биха се комбинирали, за да образуват РНК, ДНК и протеини. В крайна сметка липидите в сместа ще се увият около групите големи молекули и ще се превърнат в клетъчна мембрана.

Това са само няколко от аргументите в хипотезата на Хансма, които дават основание да се смята, че животът е започнал в слюда. Друга подкрепа може да се намери в старостта на слюдата, както и в афинитета на минерала към биомолекулите и други фактори, за които се смята, че са стимулирали развитието на живота от неживи молекули.

Макар че едва ли някога ще разберем със сигурност какво се е случило преди почти 4 милиарда години, ясно е, че - както казва Хансма - "животът имитира слюдата по много начини".

Справка: Helen Greenwood Hansma, DNA and the origins of life in micaceous clay, Biophysical Journal (2022). DOI: 10.1016/j.bpj.2022.08.032

Изтoчник: Did life get its start in micaceous clay?
Sonia Fernandez, University of California - Santa Barbara

Още по темата

01/08/2022

Животът

Първична супа: Новооткрити химични реакции могат да обяснят произхода на живота

22/02/2022

Животът

7 теории за произхода на Живота

23/09/2020

Животът

(НЕ) живото във Вселената

19/05/2019

Животът

Парадокс: За да се появи животът са нужни 9 млрд. години, а Земята е само на 4.5