Одна из основных проблем реконструкции формирования и развития жизни состоит в отсутствии геологических свидетельств в связи с тектонической активностью, перерабатывающей литосферу. Поэтому основной подход предполагает учет общих свойств организмов.
Ранее сотрудниками МГУ, включая профессора факультета биоинженерии и биоинформатики, старшего научного сотрудника НИИ ФХБ и заведующего кафедрой геохимии геологического факультета, выдвинута гипотеза образования первых клеток у геотермальных источников вследствие конденсации пара на основе выявленной схожести химического состава неорганических компонентов клеток и геотермального пара. Однако это вызвало вопросы относительно присутствия в качестве кофакторов древнейших белков, общих для клеточных организмов, ионов цинка, а не железа, т. к. в земных горных породах содержание второго в тысячу раз больше. Следовательно, первые клетки возникли в среде, обогащенной цинком.
На основе этого в новом исследовании сотрудники МГУ предположили, что возникновение жизни было связано с формированием Луны, т. к. в лунных породах содержание цинка в 100 раз меньше, чем в земных.
Согласно основной гипотезе, Луна возникла вследствие столкновения прото-Земли с другой планетой. В результате образовался пост-импактный диск температурой более 10 тыс. °C. При его остывании летучие элементы вроде цинка, меди, натрия и калия в газообразном состоянии осаждались на протокору.
Путем расчетов и термодинамического моделирования ученые установили, что цинк, как наиболее летучий металл, выпадал последним, когда температура снизилась до 1000°C, преимущественно в виде силикатно-цинкового дождя. Таким образом произошло обогащение Земли данным элементном.
При последующем затвердевании мантии летучие соединения вроде углекислого газа, воды, азота и серы поднимались к поверхности в виде флюидов и высвобождались. Проходя через протокору, насыщенную цинком и калием, CO2 и азот восстанавливались, что привело к интенсивному образованию органических веществ.
Особо благоприятные условия для этого были на геотермальных полях с температурой 300-400°C, где происходило окисление цинка флюидами до ионов с одновременным восстановлением железа до элементной формы. Ионы цинка могли вступать в реакции с органическими молекулами, стабилизируя и защищая их от радиации и ультрафиолета.
Таким образом, новая гипотеза предполагает, что жизнь возникла вскоре после формирования Луны, 4,5-4,1 млрд лет назад, в водоемах из геотермального парового конденсата.
Полученные результаты отражают важность взаимодействия геохимических и биологических процессов для возникновения жизни, а также роль космических событий в этом процессе.
