Жизнь на Земле могла возникнуть в вулканическом стекле, выяснили ученые

Согласно новым исследованиям, РНК может спонтанно образовываться, когда молекулы компонентов фильтруются через базальтовое стекло, и это может объяснить происхождение жизни на Земле. Это также подскажет, где ее искать в других мирах.

Фото из открытых источников

Исследователи признают, что открытие оставляет некоторые вопросы без ответа, но утверждают, что оно дает четкий и удивительно простой ответ на один из самых больших вопросов в науке.

Теория эволюции и генетика объединяются и продемонстрируют, как самые простые формы жизни могли эволюционировать. Тем не менее, они оставили нерешенным вопрос, как могли появиться эти первые формы жизни.

Нуклеотиды, которые составляют основу ДНК и РНК, были найдены в метеоритах, но объяснить, как они собираются вместе, оказалось намного сложнее. Статья в журнале Astrobiology утверждает, что дает ответ на этот вопрос, показывая, что базальтовое стекло заставляет нуклеозидтрифосфаты объединяться в цепи РНК.

Одна вещь, в которой Земля не испытывала недостатка во время появления жизни, была базальтовым стеклом.

«В течение нескольких сотен миллионов лет после образования Луны частые удары в сочетании с обильным вулканизмом на молодой планете образовали расплавленную базальтовую лаву, источник базальтового стекла», - сказал соавтор исследования, профессор Стивен Мойзсис из Университета Колорадо.

«Воздействия также испаряли воду, чтобы дать сухую землю, обеспечивая водоносные горизонты, где могла образоваться РНК».

Никаких экстремальных условий не требуется – авторы продемонстрировали впечатляющую скорость синтеза молекул РНК длиной 90-150 нуклеотидов при 25º C (77º F) и рН 7,5, причем некоторые из них достигают длины 300 нуклеотидов.

«Небольшая ударная область на поверхности Хадея, содержащая всего несколько метрических тонн разрушенного и пропитанного водой стекла, могла бы производить около грамма РНК в день», - пишут авторы. Следовательно, они заключают, «полирибонуклеотиды были доступны, если бы были трифосфаты».

Между тем, доказательства наличия нуклеотидных оснований в некоторых метеоритах продолжают расти, предполагая, что они могли быть доставлены на раннюю Землю из космоса. Эти основания превращаются в нуклеозиды в восстановленных атмосферах, таких как на ранней Земле после ударов астероидов. Ранее члены команды продемонстрировали, что никель, в изобилии присутствующий в некоторых метеоритах, катализирует нуклеозиды и фосфат с образованием трифосфатов.

Это оставляет вопрос о том, достаточно ли этих молекул РНК, чтобы зажечь жизнь. Остается вопрос, как долго РНК должна существовать, прежде чем она сможет поддерживать дарвиновскую эволюцию, с оценками в диапазоне от 50 до 5000 нуклеотидов.

«Красота этой модели заключается в ее простоте. Это может быть проверено старшеклассниками в классе химии», - сказал доктор биомолекулярной науки Ян Шпачек, который не участвовал в этом исследовании.

Если выводы исследователей верны, то мы должны поблагодарить базальт за то, что мы существуем. Другие материалы, присутствующие на ранней Земле, такие как кварц, не заставляли нуклеотиды связываться таким же образом.

К слову, Марс был одинаково богат базальтовым стеклом. В отличие от Земли, большая часть этого вещества остается близко к поверхности, и доступно для исследования будущими миссиями.