Теорія Ніка Лейна про те, як еволюціонували перші клітини: Його головний аргумент тут полягає в тому, що життя нерозривно пов'язане з геохімією планети. Так само багато основних характеристик клітин - мембрани, ферменти, енергія за допомогою протонних градієнтів - походять від спонтанних процесів в Землі. Але ви не можете, щоб ці характеристики розвивалися по частинах у різних місцях. Вам потрібне одне місце, в якому розміщені всі процеси, які потім могли б дати початок першій клітинці. Важливим контекстом, до речі, є те, що все життя походить від одного спільного предка - LUCA (останнього універсального спільного предка). Гаразд, то яке середовище кандидатів може дати початок LUCA? Йому потрібні дві основні характеристики: - Існує безперервний потік вуглецю та енергії (у певному сенсі все життя є потоком вуглецю та енергії, але вам потрібна певна геохімія, щоб підтримувати цей дисбаланс, перш ніж перші клітини зможуть його кооптувати). - Щось, що концентрує і каталізує реакції, які призводять до утворення органіки (так званих неорганічних еквівалентів клітин і ферментів). Це виключає багато старих теорій: теплий ставок з аміаком і солями і дивною блискавкою не приводить в рух безперервний потік, а також не концентрує ранню органіку в об'ємі, схожому на клітину, щоб приводити в рух реакції. Нік вважає, що лужні морські вентиляційні отвори унікально підходять для вирішення цієї проблеми, а також допомагають пояснити багато випадкової біохімії, яку все життя в кінцевому підсумку використовувало через нашу спільну спадковість. Гаразд, давайте заглибимося: і для контексту, в основному Нік тут намагається пояснити, як ви спонтанно отримуєте ранню версію зворотного циклу Кребса. Зворотний цикл Кребса вбирає H2 і CO2 і створює органічні молекули, які є попередниками жирних кислот, білків і цукрів. Ще одна важлива частина контексту: все життя проходить на протонних градієнтах. Спалювання їжі киснем (або іншими окисниками при анаеробному диханні) перекачує іони Н+ через мембрану, як заповнення дамби. Ці іони повертаються назад через АТФ-синтазу — молекулярну турбіну, яка використовує потік для приєднання фосфатів до АДФ, утворюючи АТФ. Ваше тіло містить лише 60 грамів АТФ, але цикл АТФ→АДФ→АТФ настільки швидкий, що ви щодня переробляєте вагу свого тіла в АТФ. Примітка: Якщо розчин кислий, це означає, що в ньому багато іонів Н+. А якщо він основний (він же лужний), це означає, що в ньому багато іонів ОН-. Гаразд, а що ж відбувалося в цих лужних гідротермальних отворах? На цій картині є 3 сторони: внутрішня частина вентиляційного отвору, стінка вентиляційного отвору та сторона океану. На внутрішній стороні вентиляційного отвору у вас є багата залізом порода, яка в основному іржавіє, яка випускає H2 і OH- у потік води, що проходить через трубопровід (тобто робить воду основною/лужною). Стінка складається з каталітичних мінералів, таких як FeS, а також має масу крихітних пір, які з'єднують внутрішню частину із зовнішньою. ...