Nykyisten solujen muodostuminen, todelliset mikroskooppiset tehtaamme, perustuu monimutkaisiin kalvoihin. Mutta alkuperäiset rakenteet, joita kutsutaan protosoluiksi, olivat paljon yksinkertaisempia ja haavoittuvampia.
Kuvaus: Chicagon yliopiston Pritzkerin molekyylitekniikan koulun / Peter Allen, Second Bay Studios
Tutkijat pohtivat, että primitiivinen Maa saattoi nähdä yksinkertaisten elämänmuotojen, kuten vesikkeleiden ja koakervaatin, syntyvän. Vesikkelit, pienet lipidikuplat, tarjosivat suojaa elintärkeille molekyyleille, mutta niiltä puuttui proteiineja vaihdon säätelyyn.
Koakervaatit sen sijaan ovat kalvottomia pisaroita, jotka helpottavat kemiallisia reaktioita mutta altistuvat kaoottiselle ympäristölle. Niiden avoin luonne aiheutti riskin elintärkeiden molekyylien leviämiselle.
Tieteellinen ongelma oli ymmärtää, miten nämä primitiiviset rakenteet pystyivät säilyttämään eheyden riittävän pitkään käynnistääkseen evolutiivisia prosesseja. Uusi hypoteesi tuo esiin odottamattoman tekijän: sadeveden.
Ionisoimattomassa vedessä koakervaatit työntävät ioneja ulos, muodostaen ohuen "ihon" pintansa. Tämä verkosto stabiloi pisaraa, estäen sen sulautumisen toisiin ja mahdollistamalla elintärkeiden molekyylien, kuten RNA:n, säilyttämisen.
Tutkijat ehdottavat, että tämä stabilointi olisi mahdollistanut ensimmäisten solujen keskittyä geneettiseen materiaaliinsa. Puhtaassa vedessä koakervaatit pystyivät säilyttämään RNA:ta useita päiviä, kun taas ionisoidussa vedessä se levisi muutamassa sekunnissa.
Tämä hypoteesi voisi ohjata tutkimuksia elämän etsimisessä muualla: samankaltaiset ympäristöt voisivat edistää primitiivisten solujen vakautta, jopa Maapallon ulkopuolella.
mitä koakervaat on ja sen rooli elämän alkuperässä?
Koakervaat on pisara, joka muodostuu orgaanisten molekyylien, kuten nukleiinihappojen ja peptidien, kokoamisesta ilman suojaavaa kalvoa. Tämä rakenne mahdollistaa materiaalien helpon vaihdon, edistäen kemiallisia reaktioita, jotka ovat tarpeen primitiiviselle elämälle.Koakervaatteja pidetään potentiaalisina ehdokkaina ensimmäisille elämänmuodoille, koska ne voivat keskittyä elintärkeisiin molekyyleihin samalla kun ne luovat suotuisan ympäristön aineenvaihduntaprosessien syntymiselle ja molekyylien, kuten RNA:n, replikaatiolle.