Капли масла в воде реагируют на химические сигналы, образуя похожие на руки отростки, напоминающие филоподии — тонкие нитевидные выросты цитоплазмы, которые клетки используют для исследования окружающей среды, передвижения, захвата пищи и связи с другими клетками. Эти отростки капли используют в поисках химических богатств, спрятанных в окрестностях.
Исследовательская группа под руководством химиков из Университета штата Пенсильвания изучает капли, чтобы понять, как неживая материя могла перейти в состояние жизни миллиарды лет назад. Исследователи проанализировали механизм формирования капельных отростков и показали, что они растут в конкретном направлении, приближаясь к определенным химическим веществам или удаляясь от них. Исследование опубликовано в Журнале Американского химического общества.
В ходе экспериментов исследователи выяснили что псевдо-филоподии:
- Образуются, когда капли некоторых масел начинают растворяться в смеси воды и поверхностно-активного вещества (ПАВ) — ключевого химического компонента мыла, снижающего поверхностное натяжение в жидкостях;
- Вытягиваются вовне, когда молекулы ПАВ проникают в капли масла, образуя на их поверхности механически неустойчивые слои;
- Стремятся в направлении более высоких концентраций ПАВ.
Отростки тяготеют к более высоким концентрациям определенных аминокислот — строительных блоков белков — или в противоположном направлении, в зависимости от их химических свойств. Такое поведение характерно и для многих одноклеточных организмов.
Мы заинтересованы в разработке искусственных систем, которые имитируют поведение клеток и помогают нам понять, как на ранней Земле, 3–4 миллиарда лет назад, произошел переход от неживой материи к живой.
Недавно ученые предположили, что сложная эукариотическая жизнь на миллиард лет старше, чем считалось.
