Изучение древних белков показывает, что естественный отбор предшествует самой жизни

Как именно жизнь возникла из неживой материи, остается большой загадкой. Новое исследование показало, что естественный отбор мог сыграть свою роль еще до того, как сама жизнь появилась на Земле. Воссоздав первобытный «бульон», ученые определили, как смесь определенных аминокислот формирует генетический код каждой формы жизни на планете.

Хотя в природе существуют сотни различных аминокислот, основной набор из 20 аминокислот можно найти в каждом живом организме, от бактерий до слонов. Их можно проследить через сложное древо жизни до одного общего предка, существовавшего миллиарды лет назад.

Но что такого особенного в этих 20 специфических аминокислотах? Выяснение этого было целью нового исследования, проведенного совместно учеными из Университета Джона Хопкинса.

Группа ученых воссоздала условия ранней Земли в лаборатории, включая смесь аминокислот, которые были очень распространены до появления жизни.

Считается, что некоторые из них возникли, когда ультрафиолетовое излучение Солнца взаимодействовало с газами в атмосфере того времени, в то время как другие прибыли на метеоритах, которые сталкивались с планетой значительно чаще, чем сейчас.

В своих экспериментах ученые наблюдали своего рода процесс естественного отбора, происходящий даже в отсутствие жизни.

Древние органические соединения, как правило, интегрировали в свою биохимию аминокислоты, которые лучше всего подходили для складывания белков в формы, ключевые для жизненно важных функций, что давало этим соединениям больше шансов на выживание. Дайте достаточно времени, и органических соединений с благоприятными для жизни свойствами просто станет больше.

«Сворачивание белков в основном позволяло идти эволюции еще до того, как на нашей планете появилась жизнь», — сказал Стивен Фрид, соавтор исследования. «У вас могла быть эволюция до того, как появилась биология, у вас мог быть естественный отбор химических веществ, полезных для жизни, даже до того, как появилась ДНК».

Ученые говорят, что этот процесс может помочь объяснить загадочный переход между неживой материей и живыми организмами.

Как только возникли первые чрезвычайно простые формы жизни, они могли эволюционировать во все остальное, что когда-либо существовало за миллиарды лет, сохранив эти «особые» аминокислоты.

«Чтобы иметь эволюцию в дарвиновском смысле, нужен весь этот изощренный способ превращения генетических молекул, таких как ДНК и РНК, в белки», — сказал Стивен Фрид. «Но для репликации ДНК также требуются белки, поэтому у нас есть проблема курицы и яйца. Наше исследование показывает, что природа могла выбрать строительные блоки с полезными свойствами еще до дарвиновской эволюции».

Исследование касается не только жизни на Земле — аналогичные правила могут действовать и в других мирах. Аминокислоты были обнаружены в кометах и ​​астероидах, и, кажется, они там довольно распространены.

«Кажется, Вселенная любит аминокислоты», — сказал Стивен Фрид. «Возможно, если бы мы нашли жизнь на другой планете, она не была бы такой уж другой».