Ученые впервые показали, что в условиях доисторической Земли первые биологические молекулы углеводов, такие как рибоза, входящая в состав РНК, могли образоваться из простых органических молекул при комнатной температуре в присутствии силикат-ионов, не только ускоряющих реакции, но и стабилизирующих их неустойчивые продукты, сообщается в статье исследователей.

Открытие группы ученых, возглавляемых Джозефом Ламбером (Joseph Lambert) из Северо-западного университета в Иллинойсе, США, касается так называемой формозной реакции, в которой из простейших альдегидов - органических молекул, содержащих функциональную группу С=О-, образуются сложные молекулы углеводов, содержащие в себе четыре-шесть атомов углерода. Формозная реакция впервые была предложена еще 60 лет назад, однако до сих пор ученые сомневались в осуществимости такого сценария в естественных условиях, пишет sunhome.ru

"Эта реакция, главным образом, подвергалась критике, так как получающиеся в ее ходе углеводы нестабильны. Однако ничего другого у нас все равно нет. Другой реакции, позволяющей так же легко получить сахара из простых молекул, не существует", - сказал Ламбер. В своей работе группа Ламбера впервые показала, что формозная реакция действительно могла приводить к образованию сложных углеводов в условиях древней Земли, а катализаторами этого химического превращения и одновременно стабилизаторами получаемых сложных соединений могли выступать ионы SiO32-.

Команда исследователей в своей экспериментальной работе отталкивалась от работы более чем десятилетней давности, в которой было показано, что формозная реакция может протекать в присутствии сульфита натрия Na2SO3. Ламбер и его коллеги попытались осуществить это же химическое превращение в присутствии силиката натрия Na2SiO3. Ученым удалось показать, что эта реакция не только протекает при комнатной температуре, но и что силикат-ионы стабилизируют молекулы образующихся при этом углеводов, создавая с ними комплексное соединение.

В реакции группа Ламбера использовала в качестве исходных компонентов гликоальдегид (HOCH2-CH=O) и глицеральдегиды (HOCH2-CHOH-CH=O), из которых образовывались углеводы с четырьмя-шестью атомами углерода. Авторы публикации полагают, что таким же образом в естественных условиях даже из более простых альдегидов могла образоваться и рибоза - составной элемент молекулы РНК. Силикаты, входящие в состав глинистых горных пород, встречаются повсеместно на Земле, поэтому такие реакции могли происходить достаточно активно. Единственным условием для их протекания при комнатной температуре является высокий уровень рН (сильно щелочная среда) раствора, в котором находятся исходные органические компоненты: в противном случае свободные ионы SiO32- просто не образуются.

Авторы статьи утверждают, что такие условия вполне могли образоваться при выветривании глинистых пород дождями. Кроме того, формозные реакции могли протекать и на поверхности минералов, смоченных водой, в которых создавались локальные условия высокого уровня рН.