Haben Wissenschaftler eine neue Erklärung dafür, wie auf der Erde konnte sich Leben entwickeln.

Die Geschichte der Evolution nicht mal wurde ein Zeuge der ewigen Diskussionen darüber, was war zuerst da – das Huhn oder das ei, — aber eines der interessantesten Rätsel lautet: gab es ein Leben vor dem Aufkommen von Nukleinsäuren? Und im Rahmen einer neuen Studie die Forscher haben den Beweis dafür, dass primitive Biochemie war in der Lage, zu erscheinen und sich zu entwickeln, ohne Phosphate – eines der wichtigsten und die wichtigsten strukturellen Komponenten von Nukleinsäuren, die Teil unserer genetischen Chemie, — fügt hinzu, dass Gewichts-Annahmen, nach denen noch vor der Entstehung des Lebens bereits existieren könnte Stoffwechsel.

Wissenschaftler vom Massachusetts Institute of Technology und der Boston University haben eine Anzahl von alternativen Stoffwechselwege, bei denen es nicht erforderlich wäre die Teilnahme der Phosphate. Die Entdeckung der Lage, die Lücken in unserem Verständnis, wie komplexe organische Chemie hervorgebracht hat das Leben auf unserem Planeten.

Das, was wir gewohnt sind, heute Leben nennen, basiert weitgehend auf die nicht ganz perfekte реплицирующей Chemie, wo erfordert das Vorhandensein einer Vorlage, die kopiert werden können, sowie einer Menge an Energie, die ausreicht, um die physische Umwandlung von einfachen Chemikalien auf Kohlenstoffbasis in kompliziertere Formen. Und die Frage ist hier, was war zuerst da: der Chemische Schlüssel, der könnte entwickeln in eine komplexe Form oder eine komplexe Pfade, die könnten die Energie für die Umwandlung von einfachen chemischen Substanzen in komplexere organische verbindungen.

Nach der sogenannten Hypothese der RNA-Welt, frei schwebend und Ensembles von Molekülen ribonucleinsäuren (RNA), выполнявшие Funktion die Speicherung von genetischen Informationen und waren eine Art denjenigen Vorlagen, trugen zur Beschleunigung der Prozesse der chemischen Reaktionen, die jetzt beschrieben werden als Prozess der Entstehung des Lebens. Die Frage in diesem Konzept ist die Tatsache, dass RNA-Moleküle nicht bestreiten könnten, ohne eine Energiequelle benötigt, die für die Abfolge von chemischen Reaktionen, die wiederum könnte man als eine frühe Form des Metabolismus (Stoffwechsel). Darüber hinaus RNA-Moleküle enthält Phosphate – Stoffe, dicht вплетающиеся in die Umwelt und damit schwer messbar Einbau in organische verbindungen.

Nach einer anderen Hypothese, die frühesten Formen der metabolischen Chemie, nicht gefesselten Zellmembranen, erhielten zunächst die Möglichkeit der Absorption von Energie aus der Umwelt – in Form von Wärme oder Licht – und die übertragung Sie von einer chemischen Reaktion zu einem anderen innerhalb einer organischen Suppe (wie eine Ursuppe, in der Leben entstand). Am Ende dieses primitiven Metabolismus (Stoffwechsel) hat sich mit RNA-Molekülen und war in diesem Zustand so lange, bis er Asyl innerhalb der einzelnen Blasen Fett – Moleküle, die jetzt betrachtet werden konnten als in den ersten Zellen.

Und doch Energiestoffwechsel in modernen Organismen basiert um solche verbindungen wie Adenosintriphosphat (ATP) und Nicotinamid Adenin dinucleotid Phosphat (NADP), das heißt, wieder verbunden mit Phosphaten.

Alternative Stoffwechselwege, die von Wissenschaftlern identifiziert wurden im Rahmen einer neuen Studie basieren auf Molekülen, die von dem Schwefel — eine Substanz, присутствовавшее in Hülle und fülle in den irdischen Ozeanen ein paar Milliarden Jahren.

«die Bedeutung dieser Studie besteht darin, dass nun im Rahmen des neuen versuche, herauszufinden, die Quelle der Entstehung des Lebens muss berücksichtigt werden die Wahrscheinlichkeit Ihres Eintretens ohne die Beteiligung von Phosphaten, die jetzt behandelt eine der wichtigsten Komponenten, aber die konnte nicht sein, Wann traten die ersten chemischen Reaktionen, die zu Ihrer Entstehung», — sagt der Forscher Daniel Cergue auch zahlreiche weniger von der Boston University.

Die Idee, dass zentrale metabolische Rolle in dem Prozess konnte einmal spielen Schwefel – ist nicht neu. In den frühen zwanzigsten Jahrhunderts der Deutsche Chemiker Вахтершаузер äußerte die Vermutung, dass die verbindungen Sulfid-Eisen-Nickel-Sulfid-Katalysator kann eine Rolle spielen Prozess der Fixierung des Kohlenstoffes um den tiefen vulkanischen ozeanischen Ströme und handeln als Mechanismus für den Energieaustausch zwischen, wie er Sie nannte, «первородными Organismen». Jedoch fehlen stichhaltige Beweise, die untereinander eine Vielzahl von chemischen Reaktionen, die in solche «сульфидно-Eisen-Hypothese», nicht erlaubt ist, bestätigen diese Annahme.

«was blieb immer verpasste, war der Mangel an schlüssigen Beweise basieren auf den Daten über die Tatsache, dass diese frühen Chemische Prozesse darstellen konnten eine zusammenhängende und relativ komplexe primitive metabolische Netz, und nicht nur abgelenkt waren Reaktionen», — Cergue auch zahlreiche weniger kommentiert.

Cergue auch zahlreiche weniger und sein Team verwendet die Methode der computergestützten Systembiologie – theoretischen Ansatzes, bei dem für die verschiedenen Möglichkeiten der biochemischen Reaktionen verwendet, die mathematischen Modelle – und identifiziert die Gruppe von acht nicht mit Phosphat-verbindungen, die sich wohl in Hülle und fülle in den alten Ozeanen unseres Planeten. Sie haben dann einen Algorithmus zur Simulation von primitiven Energiestoffwechsel, einschließlich der Sulfide von Eisen, sowie сульфидо-haltige verbindungen – тиоэфиры – und Stahl darauf zu achten, welche verschiedene Chemische Reaktionen können mit Ihnen auftreten.

Im Endeffekt wurde festgestellt, dassdas Ergebnis der zugrunde liegende Netzwerk von 315 Reaktionen mit der Beteiligung von 260 Metaboliten könnte die Produktion der verschiedensten komplexen organischen verbindungen, die für die Entstehung des Lebens. In die Liste dieser verbindungen enthält auch Aminosäuren und Carbonsäuren.

Da die frühe Bioorganische Chemie nicht bleiben konnten genügend Beweise Ihrer Existenz in Form von alten Ablagerungen, wie es ähnliche mathematische Modelle, die fähig sind, vorherzusagen, was passieren könnte viele Milliarden Jahre zurück. Und obwohl solche Daten kaum als Beweismittel zu verwenden безфосфатного Entwicklung des Lebens, Sie können zu einer der Beweise für die Möglichkeit, dass das Leben entstand aus chemischen verbindungen, auf die überhaupt nicht verlassen die meisten heutigen Organismen. Darüber hinaus kann die Verwendung solcher Daten kann gehen weit über die üblichen Beratungen darüber, wie Sie entstehen könnte das Leben auf unserem Planeten.

«Analyse des Stoffwechsels in Bezug auf ökosystem-Ebene oder sogar als planetarischen Phänomen, und nicht als individuellen spezifischen Eigenschaften der Organismen, kann die praktische Bedeutung und tragen für unser Verständnis der mikrobiellen Gemeinschaft», — sagt Cergue auch zahlreiche weniger.

Die Ergebnisse der Forschungen einer Gruppe von Wissenschaftlern vom Massachusetts Institute of Technology und der Boston University veröffentlicht wurde in einer der letzten Nummern der wissenschaftlichen Zeitschrift Cell.