Ученые показали, как зародилась жизнь на Земле

Моделирование демонстрирует, как молекулы, способные катализировать собственный синтез, возникли из наиболее вероятных комбинаций органических соединений и стали основой клеток.

Чтобы выяснить, что заставило их сформировать сложные молекулярные цепи, которые стали основой жизни, профессор микробиологии и молекулярной генетики Крис Адами использовал программное обеспечение Avida, способное воспроизводить программы-саморепликаторы.

При создании этих копий могут возникать ошибки, аналогичные мутациям ДНК в живых организмах, но, поскольку программы конкурируют друг с другом за доступ к памяти и времени процесса, выживали и оставляли «потомство» только те, которые имели полезные изменения.

Каждая программа написана на языке, который содержит 26 инструкций (мономеров), обозначенных буквами от A до Z. Комбинации инструкций, в свою очередь, называются линейными гетерополимерами, аналогичными химическим цепям, состоящим из аминокислот (белков) и нуклеотидов (ДНК или РНК).

Выбор «инструкций», который был случайным, приводил к появлению большого количества различных программ. Столкнувшись с такой ситуацией, специалисты применили принцип, согласно которому некоторые комбинации Avida появлялись чаще, так же как в природе определенные химические реакции более вероятны и повторяются с большей частотой.

Эти комбинации заставляли программы «воспроизводить» самих себя. Так, каждые 27 из 1 миллиарда сгенерированных программ имели способность к собственному «синтезу». По словам ученых, если имел место процесс, который генерировал определенные мономеры с правильной частотой, то количество молекул, таких как рибозимы, начинало резко увеличиваться.

«Другими словами, это говорит о том, что если есть процесс, который генерирует эти мономеры с правильной частотой, то вы можете найти саморепликаторы гораздо быстрее», - пояснил Адами.

Таким образом, в результате исследования ученый пришел к выводу, что в первичных условиях Земли рибозимы, способные ускорять специфические химические реакции, скорее всего, были предшественниками клеток.