Мікроблискавки в тумані могли запустити життя на Землі

Питання про те, як зародилося життя на Землі, залишається однією з найбільших загадок науки. Чарльз Дарвін у XIX столітті припускав, що все почалося в «теплій маленькій водоймі», де хімічні речовини взаємодіяли, утворюючи перші живі клітини. Інші вчені звертали увагу на комети, які падали на Землю, або на блискавки, що вдаряли в океан, запускаючи синтез органічних молекул. Проте нове дослідження, проведене хіміками зі Стенфордського університету, пропонує радикально інший сценарій: життя могло початися завдяки крихітним «мікроблискавкам», що виникають у бризках води від хвиль чи водоспадів.

Команда під керівництвом професора Річарда Зара експериментально довела, що мікрокраплі в тонких водяних туманах здатні генерувати електричні розряди, які нагадують блискавки, але в мільярди разів менші. Ці спалахи, названі «мікроблискавками», виникають, коли краплі з протилежними зарядами стикаються одна з одною. Хоча їхня енергія слабка, вона достатня для запуску хімічних реакцій, які синтезують ключові молекули життя. У ході експериментів учені розпилювали воду в суміш газів, що імітувала атмосферу ранньої Землі — азот, метан, вуглекислий газ і аміак. Результат вразив: уже за короткий час утворилися такі сполуки, як ціановодень, гліцин — амінокислота, що входить до складу білків, — та урацил, будівельний блок РНК, який присутній у всіх живих клітинах.

«Це справжній внесок у розуміння переходу від неживого до живого», — зазначає Зар. Він підкреслює, що водяні бризки поширені всюди, особливо поблизу скель, де є тріщини, здатні накопичувати хімічні речовини. На думку дослідників, цей механізм міг відіграти важливу роль у пребіотичній хімії — процесі, який передував появі життя. Результати роботи опубліковано в журналі Science Advances, де команда стверджує, що знайшла нову ланку в ланцюзі подій, які могли призвести до зародження біологічних молекул.

Теорій походження життя існує безліч, але жодна з них не здобула загального визнання. Дарвін у своїй праці «Походження видів» 1859 року пояснив, як еволюція створила різноманіття живих організмів, але не торкався питання їхнього первинного виникнення. Пізніше він припустив, що хімічні взаємодії в теплій водоймі могли стати першим кроком. Сьогодні популярною є гіпотеза про гарячі підводні джерела, які викидають багаті мінералами рідини, створюючи сприятливі умови для синтезу органічних сполук. Також вважається, що комети, падаючи на Землю, могли спричинити ударні хвилі, які перетворювали прості органічні молекули на амінокислоти — компонент білків.

Ще одна відома теорія пов’язана з блискавками. У 1953 році Стенлі Міллер і Гарольд Юрі з Чиказького університету показали, що електричні розряди в модельній атмосфері ранньої Землі здатні продукувати амінокислоти. Проте критики вказують на недоліки цієї ідеї: блискавки трапляються рідко, а синтезовані речовини швидко розсіюються в океані. Натомість механізм мікроблискавок, запропонований Зарем, виглядає більш поширеним і стійким. У темній лабораторії його команда виявила, що краплі води в бризках несуть електричні заряди, а при їхньому зіткненні виникають спалахи, які хоч і охоплюють лише кілька мільярдних метра, але ефективно запускають хімічні процеси.

Експерти вже оцінили значущість цього відкриття. Докторка Єва Штюкен із Університету Сент-Ендрюса, яка досліджує походження життя, назвала роботу захопливою. «Вона відкриває цілий спектр можливостей, які ми маємо дослідити, використовуючи різні склади газів і рідин», — зазначила вона. За її словами, важливо також оцінити, наскільки значним був цей механізм у глобальному масштабі для утворення пребіотичних молекул. Професор Девід Дімер із Каліфорнійського університету в Санта-Крузі, який раніше співпрацював із Зарем, додав, що мікроблискавки можна включити до списку потенційних джерел енергії, які сприяли органічному синтезу до появи життя.

Ця знахідка не дає остаточної відповіді на питання про зародження життя, але розширює наші уявлення про можливі сценарії. Дослідники планують продовжити експерименти, щоб перевірити, як різні умови можуть впливати на ефективність цього процесу. Поки наука шукає нові докази, ідея про те, що життя могло початися з крихітних іскор у водяному тумані, виглядає одночасно простою і революційною.