Пре појаве живота на Земљи, пре отприлике 3,5 милијарди година, океани су била супа молекула насумично поскочених. Затим су се некако неки од тих молекула смештали у добро организоване низове ДНК, заштитне ћелијске зидове и ситне структуре сличне органима које су способне да одржавају ћелије живе и функционишу. Али како су постигли ову организацију научници су дуго збуњивали. Сада, биофизичари са Универзитета Лудвиг-Макимилианс у Минхену мисле да имају одговор: „мјехурићи“.
Почеци живота нису били тренутни. Молекули раних прекурсора су се некако трансформисали у грађевинске блокове живота, попут РНК, ДНК, соли и липида. Затим су се ти молекули организовали да формирају прве ране верзије ћелија, које су тада постале први једноцелични организми.
"Ово је основа за све живе врсте", рекао је Диетер Браун са Универзитета Лудвиг-Макимилианс, водећи аутор студије за Ливе Сциенце.
Да би се ћелије формирале, почеле би да се размножавају и покупе живот од себе на првобитној Земљи, међутим, сви хемијски делови су се прво требали спојити, рекао је Браун.
У дубоком океану, где многи научници мисле да је живот започео, молекул попут липида, РНК и ДНК можда је био присутан; али чак и тако, били би превише раширени да би се било шта занимљиво десило.
"Молекули се губе. Дифундирају", рекао је Браун. "Реакције се неће догодити саме од себе."
Научници се слажу да је била потребна нека сила да се молекули агрегирају и реагују један са другим, рекао је за хемикалије Хендерсон Цлеавес, токијски технолошки институт. Истраживачи се једноставно не слажу у чему је била та сила.
Тамо улазе мехурићи.
Мјехурићи су били свуда у раном мору Земље. Топли, дубокоморски вулкани искакали су мутне пљускове. Те прозрачне кугле настањене на порозној вулканској стени. То су били услови које су Браун и његове колеге желели да копирају. Они су створили посуду од порозног материјала који је опонашао текстуру вулканске стене, а затим је напунио, са своје стране, шест различитих решења, свако моделирајући различиту фазу у процесу формирања живота. Једно решење, које представља рани корак, садржи шећер зван РАО, који би био неопходан у изградњи нуклеотида, градивних блокова РНА и ДНК. Остала решења, која представљају касније фазе, садржавала су саму РНК, као и масти неопходне за изградњу ћелијских зидова.
Затим су истраживачи загрејали раствор на једном крају и хладили га на другом. Стварали су нешто што се назива "топлотни градијент", у којем се температура постепено мења с једног на други крај, слично начину на који се вода у близини дубоко морских термалних отвора постепено мења из топле у хладну.
"То је попут микро-океана", рекао је Браун.
У сваком раствору, промена температуре присиљава молекуле да се скупе - и они гравитирају ка мехурићима који се природно формирају у тим условима. Скоро одмах су почели да реагују.
Шећери су формирали кристале, својеврсни костур за РНА и ДНК нуклеотиде. Киселине су формирале дуже ланце, чинећи још један корак ка стварању сложених, РНА-сличних молекула. Коначно, молекули су се поредили у структуре које подсећају на једноставне ћелије. У основном смислу, рекао је Браун, ћелије су молекуле садржане у врећама направљеним од масти. Управо то се догодило на површини његових мехурића: Масти су се распоређивале у сферама око РНК и других молекула.
Највише изненађује Брауна и његове колеге, а рекао је, како су се брзо промениле ове промене, за мање од 30 минута.
"Био сам задивљен", рекао је. Иако је ово први пут да су он и његове колеге посебно гледали мехуриће, истраживачи су раније покушали да понове како ови биолошки молекули пролазе сложене реакције потребне за живот. Обично, рекао је, ове реакције трају сатима.
Међутим, неки хемичари су скептични да Браунови мехурићи представљају тачан приказ исконске средине. Браун и његове колеге засадили су раствор многим сложеним молекулама потребним за живот. Чак су и њихова најједноставнија решења још увек представљала касније фазе процеса формирања живота, изјавио је за Ливе Сциенце Раманараианан Крисхнамуртхи, хемичар Института за океанографију Сцриппс који није био укључен у студију. То је мало више као печење торте са кутијском мешавином, уместо да кренемо испочетка.
Супротно томе, древни океани можда нису имали праве услове да формирају ове почетне молекуле, рекао је Кришнамурти.
Осим тога, експеримент са мехурићима одвијао се у малим размерама. То је важно, јер значи да је промена температуре са једног на крају теста била врло наравна. У стварности, топлотни градијенти испод океана су постепенији, рекао је Цлеавес.
Ипак, Браун је тврдио да постоји неколико разлога због којих су мехурићи можда идеално место за почетке живота. Прво, пружају савршено сучеље ваздуха и воде. Без ваздуха, многе реакције потребне за живот не би се могле догодити. На пример, фосфорилација, реакција која омогућава малим молекулама да формирају сложене молекуларне жице, мора се догодити под бар делимично сувим условима. Унутар мехурића то није проблем; иако су сићушни, мехурићи пружају савршено окружење за сушење ових реакција, барем привремено.
Али постоје и други важни мехурићи улога: Они стварају ред. У мирној води молекули се обично шире без одређеног распореда. Мехурићи, међутим, дају молекуле - а можда и почетке живота - у шта ће се стопити један хаотичан свет.
