Un nou set de reacții chimice ar putea explica, în sfârșit, cum a apărut viața pe Pământ

Cândva, când planeta noastră Pământ era foarte tânără, nu exista nici măcar o urmă de viață pe ea. Apoi, cu ajutorul chimiei au apărut blocurile moleculare ale primilor noștri strămoși unicelulari: aminoacizi și acizi nucleici care s-au unit pentru a continua o reacție în lanț care a dat naștere vieții.

Nu suntem pe deplin siguri de detaliile acestui fenomen, care a avut loc cu miliarde de ani în urmă și nu a lăsat nicio urmă în arhiva fosilă. Dar, folosind ceea ce știm despre chimia Pământului timpuriu, oamenii de știință au descoperit o nouă serie de reacții chimice care ar fi putut produce aceste elemente biologice de bază pe Pământ, cu atâția ani în urmă.

• Test de cultură generală. Putem obține aur și din alte elemente?
• Telescopul Webb a detectat cele mai îndepărtate molecule organice complexe din Univers

Reconstituirea modului în care s-ar fi putut desfășura chimia biotică este în mare parte experimentală. Oamenii de știință iau ceea ce știu despre procesele biologice actuale și încearcă să le recreeze în laborator folosind chimia Pământului timpuriu, de acum 3,7 miliarde de ani, scrie ScienceAlert.

Ce rol ar putea avea cianura în chimia vieții?

Dovezile sugerează că una dintre moleculele prezente era cianura. Mortală pentru consum, dar posibil să fi fost esențială pentru apariția vieții pe Pământ. Rolul cianurii în acest proces a fost explorat de mai multe echipe din întreaga lume. La începutul acestui an, cercetătorii au arătat cum cianura poate produce cu ușurință molecule organice de bază la temperatura camerei și într-o gamă largă de condiții. Cu puțin dioxid de carbon adăugat, această reacție capătă cu adevărat viteză.

Acest lucru i-a determinat pe cercetători să se întrebe dacă ar putea replica succesul lor încercând să creeze molecule organice mai complexe – aminoacizi, din care sunt alcătuite toate proteinele din celulele vii.

În prezent, precursorii aminoacizilor sunt moleculele numite α-cetoacizi, care reacționează cu azotul și enzimele pentru a produce aminoacizi. Deși α-cetoacizii existau probabil pe Pământul timpuriu, enzimele nu existau, ceea ce i-a condus pe oamenii de știință la concluzia că aminoacizii trebuie să se fi format în schimb din precursori numiți aldehide. Acest lucru ridică însă o mulțime de alte întrebări, cum ar fi momentul în care α-cetoacizii au preluat controlul.

Ingredientul vital pentru apariția vieții pe Pământ

Cercetătorii s-au gândit că ar putea exista o cale prin care α-cetoacizii pot forma aminoacizi fără prezența enzimelor.

Ei au început cu α-cetoacizi, bineînțeles, și au adăugat cianură, deoarece experimentele lor anterioare au arătat că aceasta este un motor eficient al reacțiilor chimice care produc molecule organice.

Amoniacul, un compus de azot și hidrogen prezent și pe Pământul timpuriu, a fost adăugat apoi, pentru a contribui cu azotul necesar. Cheia a fost în cele din urmă dioxidul de carbon.

Rezultatele generale ale echipei sugerează că dioxidul de carbon a fost un ingredient vital pentru apariția vieții pe Pământ – dar numai atunci când a fost combinat cu alte ingrediente.

Indicii despre primii noștri ,,strămoși”

Echipa a descoperit, de asemenea, că un produs secundar al reacțiilor lor este o moleculă similară unui compus produs în celulele vii numit orotat.

Acesta este unul dintre elementele constitutive ale acizilor nucleici, inclusiv ale ADN și ARN.

Iar rezultatele echipei sunt foarte asemănătoare cu reacțiile care au loc astăzi în celulele vii, ceea ce înseamnă că descoperirea ar anula necesitatea de a explica de ce celulele au făcut trecerea de la aldehide la α-cetoacizi. Prin urmare, echipa consideră că descoperirea lor reprezintă un scenariu mai probabil pentru apariția moleculelor prebiotice decât ipoteza aldehidei.

Cercetarea a fost publicată în Nature Chemistry.

Vă recomandăm să mai citiți și:

În urmă cu 200 ani, Poarta Otomană restabilea domniile pământene în principatele române

Un supervulcan activ din Noua Zeelandă face pământul să se miște în jurul său

O crăpătură în câmpul magnetic al Pământului a rămas deschisă timp de 14 ore

Marte are atât de multă radiație, încât orice semn de viață ar fi îngropat adânc sub suprafață