Астробиологи НАСА из Лаборатории реактивного движения в Пасадене воссоздали условия, подходящие для появления первых живых организмов под водой в отсутствие солнечных лучей, необходимых для фотосинтеза. Статья ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В ходе эксперимента исследователи воспроизвели в пробирках химические процессы, которые могли протекать на дне первичных морей Земли. В первом случае было смоделировано осаждение на дно оксигидроксидов железа, во втором случае — деятельность гидротермальных источников, выпускающих гидроксиды железа в воду. Эти соединения вступали в реакцию с аммонием (NH4Cl) и пируватом, который играет ключевую роль в метаболизме живых организмов.
Пируват, или пировиноградная кислота (C3H4O3), является простым органическим веществом, которое могло спонтанно формироваться в гидротермальных системах. Ученые выяснили, что в смоделированных условиях в присутствии оксидов железа пируват подвергается восстановительному аминированию, то есть его карбонильная группа (С=О) замещается на амин. В результате получается простейшая аминокислота — аланин (один из компонентов белков). При этом максимальное количество аланина производится, когда среда является щелочной, а минералы оксигидроксида железа содержат в равных количествах двухвалентное и трехвалентное железо.
Подобные условия встречаются в богатых железом породах вблизи гидротермальных источников с высокой щелочностью. Температура воды при этом должна достигать 70 градусов Цельсия. Вместе с тем химические реакции производят не только аланин, но и другие соединения, которые могут стать основой для более сложной органики. Таким образом, на дне океанов возможно появление хемосинтезирующих организмов, которые получают энергию за счет окисления неорганических веществ.
По словам исследователей, результаты повышают вероятность существования жизни на таких космических объектах, как Энцелад (спутник Сатурна) и Европа (спутник Юпитера), которые имеют подледные океаны и являются геологически активными из-за приливных сил газовых гигантов.