Раскрыта ключевая причина появления жизни на Земле 0

Международная группа ученых из исследовательских институтов Китая, Японии и Австралии раскрыла возможную причину появления жизни на Земле. Согласно результатам исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, сульфиды железа могли сыграть ключевую роль в формировании первых сложных органических молекул в термальных источниках ранней Земли.

Ученые предполагают, что сульфиды железа могли катализировать восстановление углекислого газа в пребиотические органические молекулы, используя неферментативные пути. Такие реакции могут объяснить ранние циклы углерода и химические процессы, предшествовавшие появлению жизни. Особое внимание уделено химическим и структурным свойствам сульфидов, сходным с кофакторами современных метаболических ферментов.

Для анализа ученые синтезировали наноразмерные сульфиды железа, включая чистые и легированные марганцем, никелем, титаном и кобальтом. Эксперименты проводились при температуре 80-120 градуса Цельсия и атмосферном давлении. Использовались газовая хроматография для оценки образования метанола и инфракрасная спектроскопия для анализа механизма реакций.

Результаты показали, что легированные марганцем сульфиды железа обладают наибольшей каталитической активностью при 120 градусах Цельсия. Активность дополнительно усиливалась под воздействием ультрафиолетового и видимого света, что указывает на возможное участие солнечного излучения в подобных реакциях на ранней Земле. Кроме того, наличие водяного пара значительно повышало эффективность реакции.

Расчеты теории функционала плотности показали, что легирование марганцем снижает энергию активации и усиливает перенос электронов, что делает реакции более эффективными. Такой механизм напоминает работу ферментов, играющих роль в современных метаболических процессах, что подтверждает сходство этих пребиотических систем с биологическими.