УФ-свет Солнца помог Spark Life

Известно, что высокая энергия, ультрафиолетовое излучение Солнца представляет опасность для жизни, однако энергия, предоставляемая нашей звездой, играет важную роль в качестве важнейшего фактора жизни на Земле.

До начала жизни солнечное излучение было основным источником энергии на нашей планете, как и сегодня. В этом пребиотическом мире с низким содержанием кислорода солнечная энергия могла послужить толчком для превращения простых органических молекул в более сложные, которые использовались в качестве строительные блоки биологии и жизни ,

Новая статья двух авторов из Университета Колорадо в Боулдере рассматривает, как это могло произойти, путем обзора существующей литературы по этой теме. [ Пивоваренная жизнь на Земле - яростное солнце, слабое экранирование, возможно, способствовало (видео) ]

« Мы смотрим на примеры в литературе и в нашей собственной лаборатории, где солнечный свет использовался для создания сложных молекул из простых, пребиотически доступных исходных материалов», - говорит ведущий автор Ребекка Рэпф, кандидат наук в области физической химии.

Бумага, " Солнечный свет как энергетический драйвер в синтезе молекул, необходимых для жизни , соавтором которой является ее советник Вероника Вайда, недавно появилась в журнале Physical Chemistry Chemical Physics. Работа Рэпфа поддерживается стипендией НАСА по науке о Земле и космосу, а также средствами программы НАСА «Обитаемые миры».

Недостаток кислорода в ранней атмосфере означает, что более высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение Солнца достигло бы поверхности пребиотической Земли, чем сегодня, где она фильтруется озоном. Несмотря на то, что этот компонент солнечного света может быть разрушительным для определенных биомолекул, полученная энергия все же может быть полезной для химии ранних лет, сказал Рэпф. «Даже если вы разрушаете молекулу, она разбивается на более мелкие, очень реактивные куски, которые легко подвергаются дополнительным реакциям, рекомбинируя с образованием более крупных молекул высокой энергии».

В частности, исследователи были заинтригованы группой насыщенных кислородом кислот, называемых оксокислотами. Примером является пировиноградная кислота, которая находится в центре ключевых метаболических путей в современной жизни. Известно, что при растворении в воде и освещении ультрафиолетовым светом пировиноградная кислота реагирует с образованием более крупных молекул с более высокими выходами в условиях ограниченного количества кислорода, которые были бы обнаружены на ранней Земле.

Солнечный свет является крупнейшим источником энергии как на современной, так и на ранней Земле, питая большую часть сегодняшней жизни и, вероятно, помогает в разработке более крупных и сложных молекул, необходимых для примитивной жизни. На снимке изображена Земля с Международной космической станции.

(Изображение: © NASA)

Пировиноградная кислота является лишь одним из класса молекул, которые одинаково реагируют, образуя эти более крупные виды. Другая молекула в этом классе, 2-оксооктановая кислота, особенно интересна, потому что это пример простого липида. 2-оксооктановая кислота, вероятно, была «пребиотически значимой», добавил Рэпф, что означает, что она может быть полезной для химии, которая в конечном итоге привела к жизни.

В ранее учиться На 2-оксооктановой кислоте Rapf и Vaida обнаружили, что воздействие на нее света приводит к образованию более сложной молекулы, дигексилтартаровой кислоты. Это примечательно, потому что новая молекула имеет две алкильные цепи, то есть она более напоминает липиды, которые есть в современных клетках, которые также имеют два хвоста. Этот управляемый светом процесс, открытый в лаборатории Vaida, является одним из немногих способов получения липидов с двойным хвостом из простых молекул с одним хвостом в пребиотических условиях.

Изучение влияния солнечного излучения может помочь ученым понять влияние солнечного света на внесолнечные планеты.

(Изображение: © NASA)

«Мы используем солнечный свет как способ создания больших молекул, но чтобы быть полезными для развития биологии, любые молекулы, которые вы строите, должны быть достаточно стабильными, чтобы существовать в окружающей среде», - добавил Рэпф.

В случае 2-оксооктановой кислоты продукт, дигексилтарная кислота, не поглощает тот же ультрафиолетовый свет и, следовательно, защищен от дальнейшей фотохимии (химических реакций в результате солнечного света). Эти двусторонние липиды также самопроизвольно собираются в мембранно-замкнутые отсеки, напоминающие простые протоклетки, необходимые для эволюции жизни. Исследователи охотятся за другими молекулами, которые могут активироваться звездным светом и генерировать биологически важные соединения в более широком астробиологическом контексте.

Эта история была предоставлена Астробиология Журнал Интернет-издание, спонсируемое программой астробиологии НАСА. Следуйте Space.com @Spacedotcom , facebook а также Google+ ,