ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ

Общий предок всех живых существ на Земле мог питаться только водородом

Общий предок всех земных организмов мог в качестве единственного источника энергии использовать водород. К таким выводам пришли молекулярные биологи, описание расчетов которых опубликовал научный журнал Frontiers in Microbiology.

"Оптимальные условия для жизни этого организма были примерно такими же, какие можно наблюдать в окрестностях "Потерянного города" – атлантического геотермального источника, чьи воды богаты водородом. В подобных условиях 95-97% реакций в этих микробах происходили бы спонтанно и не требовали бы никаких внешних источников энергии вроде солнечного света", - рассказал один из авторов исследования, профессор Дюссельдорфского университета (Германия) Уильям Мартин.

В последние годы ученые пытаются узнать историю рождения жизни на Земле, реконструируя геном общего предка всех современных представителей жизни на Земле. Этот организм называют LUCA – сокращением от английских слов последний универсальный общий предок (Last Universal Common Ancestor). Первые попытки сделать это показали, что LUCA жил в горячих источниках, которые могли находиться как на суше, так и на дне океана.

Мартин и его коллеги заинтересовались, как первые микробы Земли могли извлекать энергию из окружающей среды. Ответ на этот вопрос позволит ученым уточнить, в какой среде обитал LUCA, и изучить, в какую сторону протекала его дальнейшая эволюция.

Водородная жизнь

Для этого биологи попытались выяснить, за что отвечали известные гены LUCA и какие химические реакции могли ускорять ферменты, которые находились в клетках первых микробов планеты. В общей сложности биологи изучили более четырех сотен возможных реакций, в которых участвовало несколько сотен ферментов и несколько десятков сигнальных молекул и различных неорганических веществ.

Ученых интересовало, насколько энергетически выгодными были эти реакции при использовании различных простых химических веществ для производства аминокислот, витаминов и другой органики, необходимой для поддержания существования живых клеток. Они провели подобные расчеты для нескольких возможных источников энергии, которые могли существовать на ранней Земле.

Этот анализ неожиданно показал, что для выживания LUCA был нужен лишь один источник энергии – молекулы чистого водорода. Согласно расчетам биологов, первые микробы Земли поглощали их и заставляли водород вступать в реакции с углекислым газом и прочими простыми веществами, что позволяло использовать их для производства всех аминокислот и прочих жизненно важных соединений.

По словам исследователей, если микробы живут в очень горячей и слабощелочной среде, эти реакции почти всегда протекают без дополнительных расходов энергии. Это, по словам Мартина, говорит, что земная жизнь зародилась в окрестностях подводных геотермальных источников, где и сегодня наблюдаются схожие условия.

По материалам сайта ТАСС