Życie na Ziemi miało zaskakującego sprzymierzeńca? Naukowcy na tropie zagadki sprzed miliardów lat

Na łamach Biophysical Journal ukazał się artykuł poświęcony wynikom symulacji komputerowych, które wykazały, że ciepło mogło odegrać kluczową rolą w ewolucji życia na Ziemi.

Naukowcy zakładają, że protokomórki musiały dokonywać replikacji bez polegania na dużych białkach. Nie jest jednak jasne, w jaki sposób to robiły. Autorzy nowych badań w tej sprawie opracowali serię równań matematycznych, które sugerują, że ciepło mogło wystarczyć do napędzenia jednej ważnej części procesu replikacji: rozszczepienia jednej protokomórki na dwie.

Czytaj też: Naukowcy namierzyli budulec życia w przestrzeni kosmicznej niedaleko naszej planety

Romain Attal oraz Laurent Schwartz to główni autorzy badania w tej sprawie. Attal sądzi, że procesy chemiczne i fizyczne występujące na pierwszych etapach powstawania życia były mało skomplikowane, dlatego termodynamika mogła odegrać znaczącą rolę w tym, jak przebiegał cały proces. I choć sprawa jest już wystarczająco skomplikowana, to poznawanie genezy życia na Ziemi jest dodatkowo utrudnione przez brak konsensusu w zakresie definiowania życia i protokomórki.

Życie na Ziemi zaczęło się od najprostszych elementów składowych

Aby protokomórka mogła się rozwijać zanim dojdzie do jej podziału, musiałaby zwiększyć nie tylko objętość wewnątrz komórki, ale również powierzchnię otaczającej ją błony. Stworzenie dwóch komórek potomnych o tej samej całkowitej objętości co w przypadku komórki macierzystej wymagałoby zastosowania dodatkowych lipidów, ponieważ ich powierzchnia byłaby większa w stosunku do objętości. Reakcje chemiczne potrzebne do syntezy tych lipidów prowadziłyby natomiast do pojawiania się energii w postaci ciepła.

Czytaj też: Naukowcy zamierzają wykonać sekwencjonowanie DNA całego ziemskiego życia i wiedzą jak to zrobić

Ale czy taka energia wystarczyłaby do napędzania podziałów komórkowych? Wiadomo, że mitochondrium ma nieco wyższą temperaturę niż otaczająca je komórka. Kwestią sporną pozostawało to, czy taka różnica energii może pochodzić z protokomórek i czy jest ona wystarczająca, by napędzać podział. Modele sporządzone przez Attala wykazały, iż energia wytwarzana za sprawą metabolizmu komórkowego będzie podgrzewać lipidy wewnątrz błony szybciej niż te na zewnątrz. W efekcie doszłoby do rozszerzenia zewnętrznej warstwy błony i zwężenia tej wewnętrznej. Badacz sugeruje teraz, by przeprowadzić eksperymenty, w których zmierzone zostaną temperatury w obrębie dzielących się i łączących pęcherzyków.