Environmental constraints on the origin of life based on membrane formation: the role of salinity
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The environmental conditions for the origin of life are still not well-constrained, but membrane-bound structures must have been key to the origin of life. Membranes composed of fatty acids are promising candidates due to their simplicity and plausible prevalence in prebiotic environments. To assess the stability of membranes composed of fatty acids with tail lengths ranging from 12 to 16 carbons at different temperatures and sodium chloride concentrations that may have existed on the early Earth, we conducted all-atom molecular dynamics (MD) simulations. In the absence of salt (freshwater), none of the fatty acids exhibited bilayer formation, whether below or above their chain melting temperature. However, elevating the salt concentration from 0.15 M (saline solution), 0.5 M (seawater), 1 M (seawater tide pools), 3 M (salty tide pools) and 5 M (Dead Sea) resulted in the formation of stable bilayers. The 16-carbon fatty acid required lower salt concentration, while shorter, 12-carbon chain necessitated higher salt levels. Increasing the salt concentration led to three main effects: (1) increased bilayer thickness, (2) reduced area per fatty acid and (3) elevated deuterium order parameter of the chains, resulting in more robust membranes. Our simulations indicated that the salt cations aggregated on the bilayer surfaces, effectively mitigating repulsive interactions among hydrophilic fatty acid head groups. These findings suggest that fatty acid bilayers are more likely present in ancient waters connected to saltwater reservoirs, or seawater tide pools with elevated salt concentrations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».