Известный эксперимент 1953 года показал, что аминокислоты, строительные блоки белков, могли образоваться спонтанно в атмосферных условиях ранней Земли. Однако то, что молекулы могли образовываться, не означает, что этот процесс был вероятным. Теперь исследователи, сообщающие в ACS Central Science, продемонстрировали, что энергетически возможное взаимодействие всего двух небольших молекул - цианистого водорода и воды - может привести к возникновению большинства важных предшественников РНК и белков..
Эксперимент Юри-Миллера 1953 года включал прохождение электрических искр, имитирующих молнию, через колбу с водой, метаном, аммиаком и водородом. Эти простые химические вещества, присутствующие на ранней Земле, реагировали с образованием цианистого водорода, формальдегида и других промежуточных продуктов, которые в дальнейшем реагировали с образованием аминокислот и других биомолекул. Но некоторые ученые теперь считают, что туманная атмосфера Земли примерно 4 миллиарда лет назад затруднила бы достижение поверхности земли фотонами высокой энергии, такими как фотоны молнии или ультрафиолетового света. Кумар Ванка и его коллеги задались вопросом, могло ли тепло океанских вод, которые в то время были близки к кипению, быть движущей силой реакций.
Чтобы выяснить это, исследователи использовали недавно разработанный инструмент под названием нанореактор ab initio, который моделирует, как смеси молекул могут сталкиваться и реагировать, образуя новые молекулы. Исследователи обнаружили, что цианистый водород, который конденсировался в океаны из атмосферы ранней Земли, и вода могли создавать молекулы, необходимые для производства аминокислоты глицина и предшественников РНК. Важно отметить, что эти реакции были и термодинамически, и кинетически осуществимы: другими словами, они не требовали много энергии или металлических катализаторов. Ученые говорят, что симуляции раскрывают новые интересные потенциальные пути формирования предшественников жизни.