Учені з Німеччини створили в лабораторії умови, що нагадують древні гідротермальні джерела — середовище, в якому, ймовірно, зародилося життя на нашій планеті. Результати експерименту показали, що сучасні мікроорганізми, подібні до перших форм життя, можуть виживати та навіть активно рости в таких умовах.
🌍 Життя без сонця та кисню
Сьогодні майже всі організми залежать від фотосинтезу або інших живих істот. Але першочергове життя мусило виникнути в середовищі, де не було ні кисню, ні світла. Імовірним кандидатом на роль «колиски життя» вважаються гідротермальні джерела — своєрідні підводні вулкани, які вивільняють гарячі, багаті на мінерали рідини з надр Землі.
На таких глибинах, де ніколи не проникає світло, досі існують мікроорганізми, які живуть завдяки хімічним реакціям, використовуючи водень як джерело електронів. Один з таких процесів — шлях ацетил-КоА — є найдавнішим відомим способом фіксації вуглецю.
🧫 Відтворення «хімічних садів» у пробірці
Команда геохіміків під керівництвом Ванесси Гельмбрехт із Мюнхенського університету Людвіга-Максиміліана змоделювала в лабораторії умови давніх океанів. Вчені створили так звані «хімічні сади» — структури, подібні до мінеральних димарів на дні океану, шляхом ін’єкції сірководневої рідини у багатий на залізо розчин без кисню.
Протягом 5–10 хвилин у скляній колбі формувалась чорна мінеральна конструкція, яка нагадувала мініатюрний «чорний курильник». У цьому процесі утворювались залізо-сульфідні мінерали — маккінавіт (FeS) та грейгіт (Fe₃S₄), які, вступаючи у реакцію з водою, вивільняли водень.
🔬 Археї вижили у «первісному бульйоні»
У створене середовище вчені помістили одноклітинний мікроорганізм Methanocaldococcus jannaschii, представника групи архей, що був відкритий біля гідротермального джерела в Тихому океані. Не додаючи жодних додаткових поживних речовин, археї не лише вижили, а й почали активно розмножуватися.
«Ми очікували лише незначного росту, адже не додавали вітамінів або мікроелементів. Але клітини активно росли та навіть посилено експресували гени ацетил-КоА-шляху», — розповідає Гельмбрехт.
Ці археї тяжіли до частинок маккінавіту, що нагадує розташування мікрофосилій у найдавніших геологічних відкладах.
🔎 Життя почалося з хімії
Результати дослідження підтверджують гіпотезу, що життя могло виникнути в енергетично бідних, але хімічно активних середовищах, подібних до гідротермальних джерел. Саме мінерали маккінавіт та грейгіт могли стати своєрідними «інкубаторами» перших метаболізмів.
«Наше дослідження вказує на хімічні сади як можливі “люльки життя” — місця, де могли зародитися перші клітини», — підсумовують автори.