Ученые опубликовали новую теорию происхождения жизни на Земле

Жизнь на Земле могла зародиться благодаря "микромолниям", возникающим при падении водопадов и океанских волн, говорится в новом исследовании.

Крошечные искры "микромолний" образуются, когда капли воды из разбивающихся волн сталкиваются и распадаются. 

Ученые из Стэнфордского университета создали микроскопические электрические заряды в лаборатории и смешали их с газами, обнаруженными в ранней атмосфере.

Эта комбинация образовала цепочки органических атомов (молекул), включая строительные блоки ДНК. 

До сих пор ученые считали, что бесчисленные разряды молний из самых ранних облаков над поверхностью Земли произвели электричество для создания жизни примерно 3,5 миллиарда лет назад. 

Гипотеза Миллера-Урея десятилетней давности имела множество недостатков, в том числе и тот факт, что молнии возникают очень редко, поэтому ученым трудно поверить, что их было достаточно, чтобы обеспечить живительной энергией весь океан.

Но новая теория "микромолний" открывает дверь к тому, что эти химические реакции происходили постоянно и везде, где была вода на доисторической Земле.

Профессор Ричард Заре из Стэнфордской школы гуманитарных и естественных наук говорит: "В ранний период истории Земли брызги воды были повсюду - в расщелинах или на скалах, и они могли накапливаться и создавать эту химическую реакцию".

Предыдущие исследования показали, что ранняя атмосфера Земли, скорее всего, состояла из набора различных химических веществ, включая углекислый газ (CO₂), азот (N₂), метан, аммиак и водород.

Некоторые из этих исследований предположили, что атмосфера состояла в основном из смеси CO₂-N₂ с меньшим количеством метана и аммиака. 

К ним относится гипотеза Миллера-Урея 1952 года, выдвинутая американскими химиками Стэнли Миллером и Гарольдом Уреем.

Спустя более 70 лет команда Заре обнаружила, что одним из органических веществ, образовавшихся в результате микромолний, был урацил - органическая молекула с углеродно-азотными связями.

Заре отметил, что углеродно-азотные связи являются важнейшим компонентом соединений, из которых сегодня состоят живые существа, включая белки, ферменты и хлорофилл.

Урацил - один из ключевых компонентов ДНК и РНК, в которых хранится вся генетическая информация.

В частности, урацил является одним из четырех нуклеотидных оснований в РНК - одноцепочечном генетическом материале, который выступает в роли молекулярного помощника ДНК.

А ДНК - это двухцепочечный вихрь генетического материала, в котором содержатся инструкции для работы всех клеток организма.

Обнаружение строительных блоков жизни после такого необычного процесса доказывает, что, скорее всего, органический материал попал на Землю не в результате удара молнии или метеорита более трех миллиардов лет назад - он все это время находился в воде.

Откуда же взялось электричество в доисторической воде? Заре и его команда обнаружили различные типы зарядов, образующихся при разбивании воды брызгами.

В частности, крупные капли часто несли положительный заряд, а совсем крошечные - отрицательный.

В норме все атомы воды имеют одинаковое количество протонов и электронов. Однако разные заряды - это результат того, что брызги воды теряют или приобретают разное количество электронов, превращаясь в маленькие капельки.

Проще говоря, когда волна разбивается о берег или капли брызг падают с водопада, частицы воды теряют электроны (становятся положительно заряженными) или набирают электроны (становятся отрицательно заряженными), разделяясь на более мелкие капли.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, с помощью высокоскоростных камер были обнаружены искры электричества, когда две противоположно заряженные капли сближались, образуя микромолнии.

Заре добавил, что, хотя искры не видны невооруженным глазом, они несут в себе много энергии.