Ученые впервые наблюдали, что самовоспроизводящиеся неживые молекулы — репликаторы — могут вести себя как паразиты. Открытие может помочь понять процесс появления жизни и подсказать пути создания синтетических живых форм из простых химических соединений. Результаты изложены в журнале Angewandte Chemie.

Сийбрен Отто и его коллеги из Гронингенского университета в Нидерландах создали систему, в которой один вид самовоспроизводящихся молекул помогает формироваться другому виду репликаторов, который как паразит поглощает ресурсы исходного вещества для собственного существования.

«Удивительно обнаружить параллели между полностью синтетическими химическими репликаторами и довольно сложной динамикой живых систем, — говорит Отто. — Наша работа показывает, что такой феномен как паразитизм, широко распространенный в современной жизни, может возникнуть даже до появления самой жизни. Это также означает, что стратегии борьбы с паразитами должны были появиться очень рано».

Изученные репликаторы основаны на дитиолах — сераорганических соединениях с двумя тиоловыми группами в составе. Отдельные молекулы дитиолов объединяются, формируя круги, которые затем складываются в стопку, образуя волокна. Если воздействовать на эту систему механически, то волокна ломаются, но продолжают расти, поэтому при постоянном делении молекулы растут экспоненциально. В новой работе ученые добавляли к системе новые «строительные блоки», отличие которых от исходных нарастало во временем.

Изначально в пробирке получались кольца из восьми дитиолов. Они служили катализаторами для того, чтобы из немного иных молекул, формирующих кольца по шесть штук, образовывались другие репликаторы. Затем возникли еще одни репликаторы из шести молекул. Сами по себе они образовывались медленно, но оказалось, что дитиолы могут использовать блоки исходных 8-дитиоловых колец. Такой паразитизм в итоге привел к тому, что вся система превратилась в новые структуры из шести молекул.

Теперь авторы планируют получить системы, окружающие себя стенками, как и происходит в биологии. В конечном счете они надеются воспроизвести в неживой системе все основные элементы дарвиновской эволюции: репликацию, мутации и отбор.