Группа ученых из Китая, Японии и Австралии предложила возможное объяснение происхождения жизни на Земле. Как отмечено в их исследовании, опубликованном в Nature Communications, железные сульфиды могли сыграть ключевую роль в формировании первых сложных органических молекул в горячих источниках древней Земли.
По мнению исследователей, именно железные сульфиды могли выступать катализаторами в процессах преобразования углекислого газа в предшественники органических соединений, не требующих ферментов. Эти химические реакции, вероятно, способствовали зарождению углеродных циклов и процессов, которые предвосхитили появление жизни. Исследование акцентирует внимание на свойствах сульфидов железа, которые имеют сходство с компонентами современных ферментов, участвующих в метаболизме.
Для проверки гипотезы ученые синтезировали наночастицы сульфидов железа, включая чистые соединения и легированные металлами, такими как марганец, никель, титан и кобальт. Эксперименты проводились при температуре 80–120 °C и обычном атмосферном давлении. Газовая хроматография использовалась для изучения образования метанола, а инфракрасная спектроскопия — для анализа механизмов реакций.
Результаты показали, что сульфиды железа, обогащенные марганцем, обладают самой высокой каталитической активностью при 120 °C. При этом их эффективность увеличивается под воздействием ультрафиолетового и видимого света, что указывает на возможное влияние солнечного излучения на химические процессы ранней Земли. Также выяснилось, что водяной пар значительно усиливает реакционную способность системы.
Компьютерное моделирование, основанное на методах теории функционала плотности, продемонстрировало, что марганец снижает энергию активации реакций и улучшает перенос электронов, благодаря чему процессы протекают более эффективно. Эти механизмы напоминают работу ферментов в современной биохимии, что подчеркивает сходство между пребиотической химией и биологическими процессами.
