Древний рецепт жизни воссоздан: Ученые нашли «энергетик», который запустил жизнь на Земле
Ученые из Университета Людвига-Максимилиана (LMU) в Мюнхене экспериментально доказали, что древние геохимические реакции могли быть единственным источником энергии для первых живых организмов на Земле. В лаборатории, воссоздав условия океана четырехмиллиардной давности, исследователи заставили археи расти, используя водород, выделяющийся при неорганическом взаимодействии железа и серы. Это открытие не только объясняет механизм зарождения жизни на нашей планете, но и дает астробиологам конкретную цель для поиска внеземных организмов — например, на спутнике Сатурна Энцеладе.
Химический «первотолчок»: как геология кормила биологию
Главная проблема происхождения жизни — энергия. До появления фотосинтеза у микроорганизмов не было доступа к солнечному свету, а сложная органика еще не накопилась в достаточных количествах. Группа профессора Уильяма Орси предположила, что топливом могли служить гидротермальные источники — «черные курильщики» на дне океана.
В лаборатории ученые воспроизвели ключевое условие древней Земли: высокую концентрацию растворенного железа. Смешав его с серой при высокой температуре и давлении, они смоделировали процесс образования минералов макинавита и грейгита. Ключевой результат: в ходе этой сугубо химической реакции выделялся газообразный водород (H₂).
Экстремалы из пробирки: археи, которым не нужна органика
Далее в реактор поместили архею Methanocaldococcus jannaschii — один из древнейших одноклеточных организмов, живущий у современных гидротермальных источников. Его метаболизм основан на метаногенезе: он потребляет водород и выделяет метан. Вопреки ожиданиям, в «суповой» среде без питательных веществ и витаминов археи не просто выжили, а начали активно размножаться. Анализ показал сверхэкспрессию генов, отвечающих за работу древнего метаболического пути ацетил-КоА — того самого, который считается одним из первых «энергетических двигателей» жизни.
Это доказывает, что простые реакции между железом и серой на молодой Земле могли генерировать достаточно водорода, чтобы обеспечить энергией целые микробные сообщества. Никакой сложной органики — только геология и простейший метаболизм.
Палеонтологи давно находили ископаемые остатки древнейших микробов именно в породах, богатых сульфидами железа. Эксперимент LMU объясняет эту закономерность: бактерии «селились» там, где был доступ к абиотическому водороду. Таким образом, метаногенез, вероятно, является самым древним способом получения энергии в истории Земли.
Выход за пределы планеты: ученые LMU планируют повторить эксперимент, смоделировав условия ледяного спутника Сатурна Энцелада. Под его корой находится океан жидкой воды, контактирующий со скалистым ядром, что делает существование гидротермальных источников там крайне вероятным. Если археи смогут выжить и в такой среде, это станет самым весомым аргументом в пользу того, что жизнь во Вселенной — не уникальное явление, а закономерный результат геохимии.
