loader
Срочные новости раздела
Ученые вернули колыбель земной жизни из океана в пруд

Ученые вернули колыбель земной жизни из океана в пруд

Новые расчеты показывают, что энергии грозовых штормов недостаточно для того, чтобы «прокормить» жизнь в толще океана. Группа астрофизиков и планетологов привела доказательства того, что условия для зарождения жизни возникли все-таки в мелких прудах, а не в толще океана. К этому выводу они пришли, пересчитав баланс азотсодерджащих веществ, необходимых для зарождения и существования жизни.

Озеро Дон Жуан, Антарктида © NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio

Азот — один из химических элементов, критически необходимых живым существам, как и углерод, кислород и фосфор. Азот входит в состав всех структурных единиц белков — аминокислот и, как видно из их названия, азотистых оснований, из которых состоят нуклеиновые кислоты — ДНК и РНК. Кроме того, азот играет роль акцептора электронов в микробном метаболизме, и без него этим живым организмам не обойтись.

Источник азота на Земле — атмосфера. К сожалению, в атмосфере он находится в виде N2, практически инертного газа, который бесполезен почти для всех живых существ. Только азотфиксирующие бактерии умеют переводить азот из летучего вида в форму более земную — оксиды, доступные для растений, а из них уже его получают и животные. Но на заре зарождения жизни никаких бактерий не было и забирать азот из атмосферы было некому.

Считается, что самый эффективный путь фиксации азота без участия бактерий — молнии. Разряды электричества разбивают молекулу N2 на радикалы, которые уже вступают в реакцию с кислородом с образованием нитрат- и нитрит-ионов, NO3−  и NO2− соответственно. Поэтому, судя по всему, именно благодаря молниям в древних водоемах Земли появились нитраты и нитриты, которые и стали залогом появления жизни около 3,7 миллиарда лет назад. Если молнии делают нитраты и нитриты, то разрушают эти соединения ультрафиолет и железо (II). Под их действием азот снова выводится из состава «заземленных» веществ

Ранее считалось, что жизнь появилась в мелких теплых прудах, где много света, кислорода и тепла для протекания химических реакций. Тем не менее недавнее исследование ученых из Стэнфордского университета показало, что для зарождения жизни, как ни странно, лучше подходили холодные и темные глубины океанов — там кислород легче усваивается, а на глубине колебания условий гораздо слабее, чем на мелководье.

Новое исследование ученых из Массачусетского технологического института возвращает мелким прудам право на титул колыбели жизни. Авторы статьи, вышедшей в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems, рассчитали не только количество азота, которое производят молнии, но и его убыль из-за ультрафиолета и железа.

Оказалось, что в океанах УФ-облучение и реакции с железом не позволили бы азотсодержащим соединениям накопиться сколько-нибудь значительно — более 1 микромоля на литр (это значение сейчас считается пороговым для возникновения жизни). Ультрафиолет и сейчас возвращает азот в атмосферу, но его высокий уровень (40 микромоль на литр) поддерживается благодаря воде, которая поднимается со дна, где живут бактерии, фиксирующие его. Миллиарды лет назад его запасы восполняли только молнии, так что его содержание не поднималось выше мизерного. К тому же в океанах растворено железо, которое тоже сводит фиксацию азота на нет.

По мнению авторов статьи, ситуация была лучше в мелких водоемах вроде озер или прудов. У них маленькая поверхность, в то же время большая площадь стока, то есть территории, с которой реки, ручьи и подземные источники несут воду в пруд. Фактор железа здесь может потерять свое значение, так как в прудах гораздо меньше содержание минералов и железа в том числе. В то же время из-за большего, чем у океанов, отношения площади стока к площади поверхности азотсодержащие вещества накапливаются в большем количестве, и УФ-облучение уже не так быстро снижает их концентрацию. По расчетам ученых, в таких прудах концентрация NO3−  и NO2− ионов должна быть не меньше 1 микромоля на литр, а то и больше.

В качестве примера ученые приводят озеро Дон Жуан в Антарктиде. Оно примерно 100 метров в поперечнике и 10 сантиметров глубиной. В озере никто не живет, и тем не менее содержание азотсодержащих веществ там весьма велико — аж 6 миллимолей на литр. Возможно, примерно в таких озерцах и зародилась жизнь.

Впрочем, по словам одного из авторов работы, говорить «Ага!» еще рано. Результаты исследования дают лишь еще один довод в пользу преимущества прудов над океанами в борьбе за первенство среди мест, где появилась жизнь.

Источник: chrdk.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

NASA сообщило, что космический аппарат «Вояджер-2» стал вторым созданным человеком устройством, который покинул пределы гелиосферы. Его приборы смогут рассказать нам о неизведанной ранее территории.©
подробнее...

Ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, ищут гипотетическую частицу, которая может претворить в жизнь Теории Великого объединения и расширить границы понимания Вселенной в ее самых малых
подробнее...

Еще в начале ХХ века Общая теория относительности предсказала существование гравитационных волн — деформаций пространства-времени, излучающихся движущимися массами. Однако зарегистрировать их
подробнее...

Крупные звезды гибнут, взрываясь сверхновыми, и могут оставить после себя сверхплотную нейтронную звезду: при размерах в пару десятков километров такие тела весят как обычные звезды средней величины.
подробнее...

Исследователи разработали флуоресцентные белки, свойствами которых можно управлять с помощью оранжевого и зеленого света. Эти белки помогут ученым исследовать процессы жизнедеятельности в живых
подробнее...

Исследователи из биотехнологической корпорации Genentech представили в журнале Nature статью, в которой рассказали об антибиотике под кодовым названием G0775, способном бороться с грамотрицательными
подробнее...

При помощи приемника FORS2, смонтированного на Очень Большом Телескопе Европейской Южной обсерватории (ESO), было получено великолепное изображение спиральной галактики NGC 3981. Снимок сделан в
подробнее...

Международная команда исследователей под руководством палеонтолога профессора Джоны Куаниере (Jonah Choiniere) из Витватерсрандского университета обнаружила новый вид динозавра в провинции Фри-Стейт
подробнее...

Исследователи из МГУ им. М.В. Ломоносова изучили обнаруженную на Ямале крупную воронку (диаметр более 20 метров), имевшую неясное происхождение. Оказалось, что она образована не прорывами подземного
подробнее...