Ny undersøgelse belyser, hvordan de tidligste former for liv udviklede sig på Jorden

En ny undersøgelse ledet af ANU har belyst, hvordan de tidligste former for liv udviklede sig på Jorden for omkring fire milliarder år siden.

I et stort fremskridt i forhold til tidligere arbejde, undersøgelsen fandt en forbindelse, der almindeligvis anvendes i hårblegemiddel, brintoverilte, muliggjorde den endelige fremkomst af livet.

Lederforsker lektor Rowena Ball fra ANU sagde, at hydrogenperoxid var den afgørende ingrediens i stenporer omkring undervandsvarmeåbninger, der satte i gang en række kemiske reaktioner, der førte til de første former for liv.

"Livets oprindelse er et af de sværeste problemer i al videnskab, men det er også en af ​​de vigtigste, "sagde Dr. Ball fra Mathematical Sciences Institute og Research School of Chemistry på ANU.

Forskergruppen lavede en model ved hjælp af hydrogenperoxid og porøs sten, der simulerede den dynamiske, rodet miljø, der var vært for livets oprindelse.

"Hydrogenperoxid spillede flere roller i fremkomsten af ​​levende systemer, og denne undersøgelse undersøgte, hvordan det sikrede tilfældigt svingende temperaturer og pH -niveauer, der var nødvendige for at give energien til produktionen af ​​en kemisk verden, der gjorde livet på Jorden muligt, "Sagde Dr. Ball.

"Vores simuleringer afslører vigtigheden af ​​lange stenporer eller lange, sammenkoblede porøse strukturer for at muliggøre skabelse af lange, store molekyler. "

Forskningen går videre med tidligere undersøgelser ved at modellere strømmen af ​​reaktive arter gennem porøs sten snarere end gennem en enkelt pore.

Dr. Ball sagde, at udsvingene ved høje temperaturer ikke må stige for højt eller forekomme for ofte.

"Systemet skal bruge nok tid ved højere temperaturer til at udføre essentielle syntetiske reaktioner, men ikke så meget, at reaktanterne er totalt forbrugt eller ødelagt. Vi kalder dette distributionen 'Guldlok', " hun sagde.

"Dette giver os effektivt 'livets grundlæggende ligning'. Det siger, at for at livet kan begynde og fortsætte, levestedet skal udvise et bestemt område af temperatursvingninger. "

Dette resultat giver nye og værdifulde retningslinjer i søgen efter udenjordisk liv.

Hydrogenperoxid fremmer også udviklingen af ​​enzymer kaldet katalaser, der forhindrede en anden 'livets oprindelse' begivenhed.

"Livets allestedsnærværende tilstedeværelse, og dermed katalaser, i alle beboelige miljøer forhindre hydrogenperoxid i at akkumulere tilstrækkeligt hvor som helst til at drive en anden oprindelsesbegivenhed, "Sagde Dr. Ball.

"Evolution kan betragtes som at brænde en række små broer. Men det første celleliv ødelagde sandsynligvis en af ​​de vigtigste broer, den, der strakte sig over den levende og ikke-levende molekylære verden.

"Enhver chance for at genopbygge denne bro blev permanent gnides ud af vedholdenheden af ​​katalaser gennem den efterfølgende udvikling."

Undersøgelsen er offentliggjort i det internationale tidsskrift Royal Society Open Science .