Обнаружены важные для зарождения жизни структуры

Новые исследования в области неорганических наноструктур, проведенные учеными из Центра науки об устойчивых ресурсах RIKEN и Института наук о Земле и жизни Токийского технологического института, привели к удивительному открытию. Они обнаружили, что эти наноструктуры, встречающиеся около глубоководных гидротермальных источников, имеют сходство с молекулами, играющими важную роль в зарождении жизни.

Важным выводом исследования стало то, что наноструктуры способны самоорганизовываться и функционировать как селективные ионные каналы. Эти наноканалы, обнаруженные учеными, обладают способностью генерировать энергию, что делает их аналогами биологических механизмов, необходимых для жизни клеток.

Опубликованные результаты исследования в журнале Nature Communications открывают новые перспективы для понимания процессов, происходящих в глубоководных экосистемах, и могут пролить свет на механизмы, лежащие в основе зарождения жизни на Земле и во Вселенной в целом.

В ходе исследования образцов, взятых с месторождения Синкай в Марианской впадине на глубине 5743 метра, ученые обнаружили интересные особенности структуры брусита. Основным объектом исследования стал 84-сантиметровый фрагмент, состоящий из этого минерала. Микроскопические и рентгеновские исследования показали, что кристаллы брусита организованы в колонны, которые действуют как наноканалы для флюидов.

Помимо структурных особенностей, ученые также изучили электрические свойства осадка. Оказалось, что поверхность осадка заряжена, причем заряды варьируются в зависимости от участка. Это привело к предположению о возможности использования нанопор в осадке для производства осмотической энергии. Проведенные эксперименты показали, что при определенных условиях наноканалы действительно способны генерировать такую энергию.

Дополнительно, команда ученых обнаружила, что проводимость наноканалов зависит от концентрации ионов в растворе и локального заряда осадков. Эти результаты открывают новые перспективы для использования минералов в глубоководных месторождениях не только как источников сырья, но и как потенциальных источников энергии.

Исследователи обнаружили, что наноканалы действуют как селективные ионные каналы, пропуская только определенные ионы в зависимости от химической среды. Это открытие позволяет лучше понять механизмы функционирования живых организмов и их клеток, где также присутствуют ионные каналы, регулирующие обмен веществ.

Кроме того, исследования показали, что различные типы наноканалов имеют специфическую селективность в отношении ионов. Например, наноканалы с карбонатом пропускают ионы натрия, в то время как каналы с кальцием предпочитают ионы хлорида. Это подтверждает аналогию между наноканалами и ионными каналами в живых системах.

Важность этих открытий простирается далеко за пределы фундаментальной науки. Результаты исследования имеют потенциальное применение не только в биологии и медицине, но и в области разработки новых технологий для энергетики. Понимание принципов работы наноканалов может быть ключом к созданию более эффективных систем сбора и преобразования энергии, что открывает новые перспективы для развития экологически чистых источников энергии.