Прорыв в изучении происхождения жизни на Земле — и, возможно, на Марсе
AstroNews.ru - 03 Июня 2022 20:57:25
Ученые из Фонда прикладной молекулярной эволюции объявили сегодня, что рибонуклеиновая кислота (РНК), аналог ДНК, которая, вероятно, была первым генетическим материалом для жизни, спонтанно образуется на базальтовом лавовом стекле. Такое стекло было в изобилии на Земле 4,35 миллиарда лет назад. Подобные базальты такой древности сохранились на Марсе и сегодня.
Исследование, проведенное под руководством Элизы Бионди, показывает, что длинные молекулы РНК, протяженностью в 100-200 нуклеотидов, образуются, когда нуклеозидтрифосфаты делают не что иное, как просачиваются через базальтовое стекло.
«Базальтовое стекло в то время было повсюду на Земле», - заметил Стивен Мойжис, ученый-землевед, который также принимал участие в исследовании. «В течение нескольких сотен миллионов лет после образования Луны частые удары в сочетании с обильным вулканизмом на молодой планете формировали расплавленную базальтовую лаву - источник базальтового стекла. В результате ударов вода испарялась, образуя сухую землю, что обеспечивало водоносные горизонты, в которых могли образоваться РНК».
Эти же удары доставили никель, который, как показала команда, дает нуклеозидтрифосфаты из нуклеозидов и активированный фосфат, также найденный в лавовом стекле. Борат (как в буре), также из базальта, контролирует образование этих трифосфатов.
Те же самые импакторы, которые сформировали стекло, своими металлическими железо-никелевыми ядрами также кратковременно уменьшили атмосферу. Основания РНК, последовательности которых хранят генетическую информацию, образуются в таких атмосферах. Команда ранее показала, что нуклеозиды образуются в результате простой реакции между рибозофосфатом и основаниями РНК.
«Красота этой модели заключается в ее простоте. Ее могут проверить школьники на уроке химии», - сказал Ян Шпачек, который не участвовал в этом исследовании, но разрабатывает прибор для обнаружения инопланетных генетических полимеров на Марсе. «Смешайте ингредиенты, подождите несколько дней и обнаружите РНК».
Те же горные породы разрешают и другие парадоксы в создании РНК, проходя весь путь от простых органических молекул до первой РНК.
Таким образом, эта работа завершает путь, который создает РНК из небольших органических молекул, которые почти наверняка присутствовали на ранней Земле. Единая геологическая модель движется от одной и двух молекул углерода к молекулам РНК, достаточно длинным, чтобы поддерживать дарвиновскую эволюцию.
«Остаются важные вопросы», - предостерегает Беннер. «Мы до сих пор не знаем, как все строительные блоки РНК приобрели одинаковую форму, что называется гомохиральностью». Аналогичным образом, связи между нуклеотидами могут быть различными в материале, синтезированном на базальтовом стекле. Значение этого неизвестно.
Марс имеет отношение к этой статье, потому что те же минералы, стекла и воздействия также присутствовали на Марсе той древности. Однако Марс не пострадал от дрейфа континентов и тектоники плит, которые похоронили большинство пород с Земли старше 4 миллиардов лет. Таким образом, горные породы соответствующего времени остаются на поверхности Марса. Недавние миссии на Марс обнаружили все необходимые породы, включая борат.
«Если жизнь возникла на Земле таким простым путем, то, скорее всего, она возникла и на Марсе», - сказал Беннер. «Это делает еще более важным поиск жизни на Марсе как можно скорее».