211service.com
Życie mogło ewoluować w opancerzonych bańkach glinianych
Jedną z wielkich tajemnic biologii jest pochodzenie błon komórkowych, ochronnych warstw, które całkowicie otaczają złożoną chemiczną zupę, w której zachodzi wiele najdelikatniejszych procesów życiowych.
DNA i towarzysząca mu biochemiczna maszyneria mogą działać tylko w dokładnie kontrolowanym środowisku, które tworzy błona komórkowa. Ale co ciekawe, jednym z ważnych zadań, jakie wykonuje ta maszyna, jest tworzenie chemicznych bloków budulcowych, które następnie łączą się w samą membranę. To tworzy paradoks: błona nie może powstać bez maszynerii biochemicznej, ale to nie zadziała bez ochrony błony komórkowej.
Zagadka polega na tym, co było pierwsze. Jak mogły ewoluować błony komórkowe bez maszyn biochemicznych do produkcji cegiełek? I alternatywnie, w jaki sposób maszyny biochemiczne mogły ewoluować bez kluczowej ochrony, jaką zapewniają błony komórkowe? To problem z kurczakiem i jajkiem.
W ostatnich latach pojawiła się odpowiedź. Wygląda na to, że najpierw pojawiły się błony komórkowe, a dowody pochodzą z licznych badań, które pokazują, jak proste cząsteczki organiczne mogą samoorganizować się w struktury przypominające bańki zwane pęcherzykami.
Różne grupy wykazały, w jaki sposób te pęcherzyki mogą tworzyć się nie tylko w prebiotycznej zupie, która prawdopodobnie istniała na początku historii Ziemi, ale także na powierzchni ultrazimnych kryształów, o których wiemy, że istnieją w przestrzeni międzygwiazdowej.
Zgodnie z tym sposobem myślenia pęcherzyki zapewniały ochronne środowisko, w którym powoli ewoluowały molekuły życia.
Dziś mamy kolejną opcję. Anand Bala Subramaniam z Uniwersytetu Harvarda i kilku kumpli odkryli, że ten proces tworzenia pęcherzyków zachodzi również w naturalnie występującej glinie zwanej montmorylonitem. To rodzaj rzeczy, które mogą zatkać buty po wędrówce.
Mówią, że bąbelki łatwo tworzą się w mieszaninie wody i gliny. Kiedy tak się dzieje, glina tworzy powierzchnię wokół bańki, która zatrzymuje zawartość w środku. Wtedy każdy kontakt z chemikaliami zwanymi surfaktantami stabilizuje powłokę. Subramaniam i inni nazywają wynik glinianą bańką pancerną. Mówią, że te gliniane pęcherzyki są wytrzymałe mechanicznie i stabilne w wodzie i innych cieczach.
Bańki pancerne z gliny mają kilka interesujących cech. Po pierwsze, mogą łatwo tworzyć się w szczelinach między przesuwającymi się skałami lub między kamykami podrzucanymi tam iz powrotem przez fale i przypływy. Wiadomo, że środki powierzchniowo czynne, które stabilizują ich strukturę, istniały w całej historii Ziemi.
Co najciekawsze, opancerzone bąbelki są pokryte porami, które umożliwiają cząsteczkom o określonej wielkości wchodzenie i wychodzenie ze struktury. To sprawia, że tym bardziej prawdopodobne jest, że struktury te mogły służyć jako proste prymitywne nieorganiczne prekursory organicznych protokomórek, jak ujął to Subramaniam i współpracownicy.
Oczywiście nie ma dowodu na to, że życie na Ziemi wyewoluowało w opancerzonych bańkach, ale jest to kolejny wskaźnik, że warunki, w których życie może się rozwijać, są bardziej powszechne i bardziej prawdopodobne, niż ktokolwiek mógł sobie wyobrazić jeszcze kilka lat temu.
Nr ref.: arxiv.org/abs/1011.4711 : Pęcherzyki półprzepuszczalne złożone z naturalnej gliny