Ново научно изследване, публикувано в Nature Chemistry, разкрива как динамичните условия на ранната Земя са повлияли на еволюцията на сложни химични системи, които потенциално са довели до възникването на живота. Изследователите установяват, че органичните молекули, подложени на повтарящи се цикли мокро-сухо, преминават през непрекъсната трансформация, организират се селективно и развиват синхронизирана популационна динамика.

Пребиотичната химия и ролята на околната среда

Проучването, ръководено от д-р Моран Френкел-Пинтер от Института по химия към Еврейския университет в Йерусалим и проф. д-р Лорен Уилямс от Технологичния институт в Джорджия, изследва как химичните смеси се променят с времето. Екипът възпроизвежда условията на ранната Земя експериментално, като подлага органични молекули на многократни цикли на дехидратация и хидратация.

Откритията: ключът към молекулярната еволюция

Резултатите оспорват твърденията, че ранната химична еволюция е била хаотична и показват, че естествените колебания на околната среда са играли активна роля в оформянето на молекулярната сложност. Основните заключения на проучването включват:

  • Непрекъсната химическа еволюция – молекулите се трансформират, без да достигат равновесие.
  • Селективни химични пътища – процесите избягват неконтролируема сложност и водят до подредени структури.
  • Синхронизирана молекулна динамика – различни видове молекули взаимодействат и се организират по предвидими модели.

Как химията е подготвила сцената за живота

Изследователите използват смеси с органични молекули, включително карбоксилни киселини, амини, тиоли и хидроксили. При симулиране на древните условия тези молекули показват признаци на самоорганизация – процес, който би могъл да доведе до образуването на първите биологични градивни елементи.

„Това изследване предлага нова перспектива за молекулярната еволюция на ранната Земя“, споделя д-р Френкел-Пинтер. „Демонстрирахме, че химичните системи могат да се самоорганизират и да се развиват по структуриран начин – ключова стъпка към възникването на живота.“

Приложения в синтетичната биология и нанотехнологиите

Откритията имат потенциални приложения не само в изследванията за произхода на живота, но и в синтетичната биология и нанотехнологиите. Контролираната химическа еволюция може да се използва за създаване на нови молекулярни системи с желани свойства, което отваря възможности в материалознанието, фармацевтиката и биотехнологиите.

Това проучване хвърля нова светлина върху химическата еволюция и може да помогне за преодоляване на пропастта между пребиотичната химия и появата на биологичните молекули – ключов момент в разбирането на произхода на живота на Земята.

Източник: Phys.org