Начало долгой истории: молнии могли «запустить» жизнь на Земле
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, показало, что триллионы ударов молний за миллиард лет ранней истории Земли, возможно, помогли высвободить важные соединения фосфора, которые способствовали появлению жизни на планете.
Фосфор – ключевой ингредиент, необходимый для образования жизни. Фосфаты образуют основу ДНК и РНК, а также являются основными компонентами костей, зубов и клеточных мембран. Однако миллиарды лет назад фосфор был плотно заперт в нерастворимых минералах на поверхности Земли.
Согласно одной из теорий, ранняя Земля получала фосфор из метеоритов, несущих минерал, называемый шрейберзитом. Если большое количество шрайберзитовых метеоритов упало на Землю в течение миллионов или миллиардов лет, то в определенной области может собраться достаточно фосфора, чтобы образовались благоприятные условия для биологической жизни.
Однако примерно от 3,5 до 4,5 миллиардов лет назад (когда на планете появилась жизнь) частота падений метеоритов на Землю резко сократилась, так как большинство планет и лун Солнечной системы сформировались.
Используя различные методы спектроскопической визуализации, исследователи обнаружили, что шрейберзит также может быть обнаружен внутри фульгуритовых стекол, которые образуются при ударе молнии о землю.
С помощью компьютерного моделирования, ученые подсчитали, что на ранней Земле ежегодно происходило от 1 до 5 миллиардов вспышек молний (по сравнению с 560 миллионами вспышек в год в настоящее время). Из них – от 100 миллионов до 1 миллиарда били в землю. Команда подсчитала, что между 4,5 и 3,5 миллиардами лет назад удары молнии могли давать Земле от 110 до 11 000 килограмм фосфора в год.
«Эта работа помогает нам понять, как жизнь могла образоваться на Земле и как она и сейчас может формироваться на других, похожих на Землю планетах», – пишут исследователи.
Основные теории происхождения жизни на Земле
- Химическая эволюция. Эта теория предполагает, что жизнь возникла из примитивных органических молекул, образовавшихся на ранней Земле. Под воздействием различных химических процессов, таких как синтез органических соединений из простых молекул и образование биополимеров, возникли первые живые системы.
- Теория пробиотических супермолекул. По этой теории, жизнь возникла из сложных органических молекул, называемых пробиотическими супермолекулами. Эти молекулы обладают способностью к саморепликации и могли бы служить прародителями живых организмов.
- Панспермия. Эта теория предполагает, что жизнь на Земле пришла из космоса. По этой гипотезе, микроорганизмы или предбиотические молекулы могли быть доставлены на Землю с помощью космических объектов, таких как метеориты, кометы или астероиды.
- Гипотеза мировых океанов. Эта теория предлагает, что жизнь могла возникнуть в горячих гидротермальных источниках на дне океанов. Здесь, под воздействием тепла и химических реакций, образовались первые живые системы.
- Теория РНК-мира. Согласно этой гипотезе, жизнь началась с появления самореплицирующихся РНК молекул. РНК могла выполнять как генетическую, так и каталитическую функции, что делало ее предпосылкой для возникновения живых организмов.
Молнии не пробудили бактерий, как Франкенштейна, но могли высвободить фосфор, необходимый для образования биологической жизни