Сопряжённые фазы и комбинаторный отбор в гидротермальных бассейнах с переменным водным режимом: сценарий для разработки экспериментальных подходов к возникновению клеточной жизни

Гидротермальные поля на добиотической Земле рассматриваются как возможная среда возникновения жизни. Мы предлагаем модель, согласно которой молекулярные системы под воздействием циклов гидратации и дегидратации в таких местах претерпевают химическую эволюцию в обезвоженных плёнках на поверхности минералов, после чего инкапсулируются и подвергаются комбинаторному отбору в гидратированной объёмной фазе. Обезвоженная фаза может состоять из концентрированных эвтектических смесей или многослойных жидкокристаллических матриц. В обоих случаях потенциальные мономеры организуются и концентрируются, что способствует реакциям полимеризации, протекающим благодаря снижению активности воды в обезвоженной фазе. В случае многослойных липидных матриц синтезированные полимеры при регидратации захватываются липидными везикулами, образуя множество молекулярных систем. Каждая везикула представляет собой протоклетку — «эксперимент» в природном варианте комбинаторной химии. После этого могут происходить два типа отбора. Первый представляет собой физический процесс, при котором преимущественно отбираются относительно стабильные молекулярные системы. Второй является химическим процессом: редкие сочетания инкапсулированных полимеров образуют системы, способные захватывать энергию и питательные вещества и расти за счёт каталитической полимеризации. При продолжении таких циклов в течение длительных периодов комбинаторные процессы приведут к возникновению молекулярных систем, обладающих фундаментальными свойствами жизни.