Гриналит мог послужить зарождению жизни
30 января 2024 г.
Учёные из Университета Западной Австралии и Кембриджского университета получили новые данные о роли, которую древние гидротермальные источники, подобные «чёрным курильщикам», и поступавший из них гриналит могли сыграть в зарождении жизни на Земле. Статья опубликована в Science Advances.
Самые ранние известные нам формы жизни, одноклеточные микроорганизмы, появились около 3,7 млрд лет назад. Большая часть пород, которые содержали их следы, и среда, в которой они жили, не сохранились. Немногочисленные свидетельства об этом периоде истории Земли содержатся в обнажении пород в Западной Австралии. Формация Дрессер стала предметом многолетних геологических изысканий.
В новом исследовании эти породы изучили более детально. Электронные микроскопы с высоким разрешением позволили выявить крошечные минералы. Размер частиц гриналита составляет всего несколько сотен нанометров. Они могли перемещаться на тысячи километров и попадать в среду, благоприятную для химических реакций – наподобие тех, благодаря которым появились молекулы ДНК и РНК.
«Мы обнаружили, что гидротермальные источники выбрасывали триллионы и триллионы крошечных высокореактивных частиц гриналита, а также большое количество фосфора», – сказал ведущий автор исследования Биргер Расмуссен, профессор Университета Западной Австралии. По словам Расмуссена, учёным ещё предстоит определить, какую именно роль гриналит сыграл в образовании примитивных клеток, «но этот минерал оказался в нужном месте в нужное время, а также имел нужный размер и кристаллическую структуру, чтобы способствовать формированию ранних клеток».
Породы, изученные Расмуссеном и его командой, содержат слои богатой железом яшмы. Она образовалась в результате извержения из гидротермальных источников морской воды, насыщенной минералами. Предполагалось, что яшма приобрела отчетливый красный цвет из-за частиц оксида железа: они образуются, когда железо подвергается воздействию кислорода. Согласно одной из теорий, кислород в океанах могли вырабатывать фотосинтезирующие цианобактерии. В атмосферу же этот кислород начал активно поступать позже, не ранее чем 2,4 млрд лет назад.
Новое исследование позволило иначе взглянуть на этот вопрос. «Наши результаты показывают, что железо не окислялось в океанах; вместо этого оно соединялось с кремнезёмом, образуя крошечные кристаллы гриналита, – рассказал соавтор исследования Ник Тоска, профессор Кембриджского университета. – Это означает, что основные производители кислорода, цианобактерии, могли развиться позже, что потенциально могло совпасть с резким повышением содержания кислорода в атмосфере во время кислородной катастрофы».
По словам Расмуссена, чтобы определить роль гриналита в зарождении жизни, необходимы дополнительные эксперименты. Однако уже можно сказать, что «он присутствовал в таких огромных количествах, что при должных условиях на его поверхности могло образоваться огромное количество структур, подобных РНК, что отвечает на ключевой вопрос в исследованиях происхождения жизни – как появились РНК».
Источник: Кембриджский университет.
Метки: минералы, зарубежные исследования