Предложена гипотеза, объясняющая, как самые первые молекулы ДНК могли размножаться в океанах. До сих пор считалось, что это невозможно, так как в огромном объеме воды ДНК неизбежно будет разбавляться.
Согласно современным представлениям, первыми молекулами, которые впоследствии дали начало живым организмам, были молекулы ДНК или РНК.
Согласно современным представлениям, первыми молекулами, которые впоследствии дали начало живым организмам, были молекулы ДНК или РНК.
Эти молекулы обладают способностью к копированию (будущее размножение) и постепенным изменениям (мутационный процесс). Одним из краеугольных камней всех гипотез, объясняющих самые ранние этапы эволюции этих молекул, является объяснение того, где и как могли быть синтезированы и начать размножаться ДНК или РНК. Большая часть Земли во время появления этих молекул была покрыта океаном, и некоторые ученые "переносили" место рождения ДНК и РНК на небольшие фрагменты суши, где образовывались лужицы. В них исходные компоненты для синтеза больших молекул находились бы в достаточной концентрации. Авторы новой работы предложили иной механизм и подтвердили его в лабораторных экспериментах.
Ученые предположили, что "колыбелью жизни" могли быть участки океана вокруг гидротермальных источников. Там постоянно возникают слабые конвекционные потоки, которые могут распространяться в трещинах в близлежащих скалах. По мнению исследователей, такие потоки могут приводить к тому, что попавшие в трещины элементарные "кирпичики" для синтеза ДНК (ученые разработали свой механизм только для ДНК) - нуклеотиды, короткие нити ДНК и необходимые для синтеза ферменты (многие специалисты полагают, что эту функцию выполняли молекулы РНК) будут концентрироваться.
Вода у той стороны трещины, которая обращена к потоку, теплее, чем вода у дальних стенок, и скопившиеся реагенты будут стремиться к более теплой части, увлекаемые потоками. При высоких температурах двойная спираль ДНК расплетается, а это необходимое условие для синтеза новых цепей. Однако затем все эти соединения будут уноситься прочь от теплых участков и оседать неподалеку от источника, так как при высоких температурах компоненты раствора быстрее движутся и энергичнее "выталкивают" друг друга прочь. В итоге на дне океана рядом с выбросами теплой воды постепенно будут концентрироваться "нужные" для появления жизни соединения.
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые поместили все необходимые ингредиенты в узкую трубку длиной около 1,5 миллиметра и нагревали одну из ее стенок. В итоге в трубке возникли конвекционные потоки, и нити ДНК действительно удваивались.
Совсем недавно другой коллектив исследователей объяснил, как на Земле могли возникнуть молекулы РНК, помогающие в копировании молекул ДНК. Этот вопрос оставался неясным, так как у молекул РНК не было "помощников", способствующих их "рождению". В своей работе ученые нашли потенциальных кандидатов на роль таких "помощников".
Ученые предположили, что "колыбелью жизни" могли быть участки океана вокруг гидротермальных источников. Там постоянно возникают слабые конвекционные потоки, которые могут распространяться в трещинах в близлежащих скалах. По мнению исследователей, такие потоки могут приводить к тому, что попавшие в трещины элементарные "кирпичики" для синтеза ДНК (ученые разработали свой механизм только для ДНК) - нуклеотиды, короткие нити ДНК и необходимые для синтеза ферменты (многие специалисты полагают, что эту функцию выполняли молекулы РНК) будут концентрироваться.
Вода у той стороны трещины, которая обращена к потоку, теплее, чем вода у дальних стенок, и скопившиеся реагенты будут стремиться к более теплой части, увлекаемые потоками. При высоких температурах двойная спираль ДНК расплетается, а это необходимое условие для синтеза новых цепей. Однако затем все эти соединения будут уноситься прочь от теплых участков и оседать неподалеку от источника, так как при высоких температурах компоненты раствора быстрее движутся и энергичнее "выталкивают" друг друга прочь. В итоге на дне океана рядом с выбросами теплой воды постепенно будут концентрироваться "нужные" для появления жизни соединения.
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые поместили все необходимые ингредиенты в узкую трубку длиной около 1,5 миллиметра и нагревали одну из ее стенок. В итоге в трубке возникли конвекционные потоки, и нити ДНК действительно удваивались.
Совсем недавно другой коллектив исследователей объяснил, как на Земле могли возникнуть молекулы РНК, помогающие в копировании молекул ДНК. Этот вопрос оставался неясным, так как у молекул РНК не было "помощников", способствующих их "рождению". В своей работе ученые нашли потенциальных кандидатов на роль таких "помощников".