Ненавидимый учеными, любимый природой: Сера и происхождение жизни

Новая работа, возглавляемая Сукритом Ранджаном из Лаборатории Луны и планет Университета Аризоны, исследует ключевую роль соединений серы, в частности сульфита, в химических путях, которые могли привести к возникновению жизни на ранней Земле. Исследование, опубликованное в журнале AGU Advances, фокусируется на стабильности сульфита в условиях, имитирующих доисторическую планету.

Понимание доступности сульфита критически важно для проверки гипотезы «мира РНК», согласно которой самовоспроизводящиеся молекулы рибонуклеиновой кислоты были предшественниками всей жизни. Недавние прорывы в неферментативном синтезе РНК показали зависимость этих процессов от сульфита. Однако оставалось неясным, могло ли это соединение накапливаться в достаточных количествах в водоемах ранней Земли, лишенной кислорода. Эксперименты команды Ранджана показали, что реакция диспропорционирования, превращающая сульфит в менее полезные сульфат и элементарную серу, протекает медленнее, чем считалось ранее.

«Из всех атомов, которые запасали доисторическую верфь жизни, включая углерод, водород, азот, кислород, фосфор и серу, сера, пожалуй, самая колючая», — отмечается в сопроводительной статье. Ее реакционная способность делает работу с ней сложной. Ключевым открытием стало то, что главным ограничивающим фактором для накопления сульфита был не химический распад, а фотолиз — разрушение под действием ультрафиолетового излучения. Без озонового слоя этот процесс быстро удалял бы соединения серы из атмосферы и воды. Это означает, что стабильные резервуары сульфита могли существовать только в специфических «безопасных зонах», защищенных от УФ-излучения, — например, в подземных водоемах, карбонатных озерах бессточных бассейнов или гидротермальных средах. «Современный пример — Йеллоустонский национальный парк, где вулканические выбросы постоянно пополняют запасы сульфита», — пояснил Ранджан. Исследование открывает путь для проверки гипотез о конкретных местах зарождения жизни и поиска геологических следов сульфита в древнейших породах Земли.