Силикатните минерали са могли да помогнат за зараждането на живота на Земята

В условията на доисторическата Земя първите биологични молекули въглерод като рибозата, влизаща в състава на РНК, са могли да се образуват от прости органични молекули при стайна температура в присъствие на силикат-йони, не само ускоряващи реакциите, но и стабилизиращи техните неустойчиви продукти, съобщават изследователите в статия на списание Science.
Откритието на групата учени, ръководена от Джоузеф Ламбърт (Joseph Lambert) от Северозападния университе в Илинойс, касае така наречената формозна реакция, в която от най-прости алдехиди - органични молекули, съдържащи функционалната група С=О-, се образуват сложни молекули на въглеводороди, съдържащи в себе си четири-шест атома въглерод.

Формозната реакция за първи път е била предложена още преди 60 години, но досега учените се съмняваха в осъществимостта на такъв сценарий в естествени условия.

"Тази реакция беше подлагана на критика, тъй като получаващите се от нея въглеводороди са нестабилни. Но нищо друго нямахме. Друга реакция, позволяваща така лесно да се получат захари от прости молекули не съществуват" - казва Ламбърт в интервю на издане Chemistry World.

В своята работа групата на Ламбърт първа показа, че формозната реакция действително е могла да доведе до образуване на сложни въглеводороди в условията на древната Земя, а катализатори на това химично превръщане и едновременно стабилизатори на получаваните сложни съединеня са могли да бъдат йоните SiO3 2-.

Екипът изследователи в своята експериментална работа се оттласква от работа с повече от десетилетна давност, в която било показано, че формозната реакция може да се осъществи в присътствие на натрев сулфит Na2SO3. Ламбърт и неговите колеги се опитали да реализират такова химично превръщане в присътствието на натриев силикат Na2SiO3.

Учените успяват да покажат, че тази реакция не само протича при стайна температура, но и че силикат-йоните стабилизират молекулите на образуваащите се въглеводороди, създавайки с тях комплексно съединение.

В реакцията са използвани като изходни компоненти гликоалдехид (HOCH2-CH=O) и глицералдехиди (HOCH2-CHOH-CH=O), от които се образуват въглеводороди с четири-шест атома въглерод. Авторите на публикацията предполагат, че по такъв начин в естествени условия даже от по-прости алдехиди е могла да се образува и рибоза - съставен елемент на молекулата на РНК.

Силикатите, влизащи в състава на глинестите скали се срещат повсеместно на Земята, затова такива реакции са могли да се случват достатъчно активно. Единственото условие за тяхното осъществяване при стайна температура е високо рН (силно основна среда) на разтвора, в който се намират изходните органични компоненти: в противен случай свободни йони SiO32- просто не се бразуват.

Авторите на статията твърдят, че такива условия е било напълно възможно да съществуват при изветряне на глинести скали и дъждове. Освен това формозните реакции са могли да стават и на повърхността на минералите, намокрени от вода, в които са се създавали локални условия на високо рН.