Novi eksperimenti pokazuju da su borati i bazalt mogli pomoći formiranju RNK na ranoj Zemlji pre ~4,3 milijarde godina: borati stabilizuju ribozu i pospešuju formiranje fosfata. Pronalazak riboze u uzorku sa asteroida Bennu dodatno podržava ideju da su gradivne jedinice RNK mogle biti široko rasprostranjene. Rad je objavljen 15. decembra u PNAS i ima implikacije za poreklo života na Zemlji i potencijalno na Marsu.
Nova podrška za „RNK svet“: Eksperiment pokazuje kako su gradivni blokovi života mogli nastati pre 4,3 milijarde godina
NASA astronauts took this photo of Earth from 36,000 nautical miles away during the Apollo 10 mission in 1969. | Credit: NASA
Nova studija tima predvođenog Yutom Hirakawom sugeriše da su uslovi na ranoj Zemlji mogli pogodovati spontanom stvaranju RNK (ribonukleinska kiselina, eng. RNA). Eksperimenti pokazuju da su u prisustvu borata i bazalta, uz zagrevanje i sušenje, molekuli koji grade RNK mogli nastati i ostati stabilni — što jača teoriju poznatu kao „RNK svet”.
Kako je sproveden eksperiment
Istraživači su u mešavinu dodali ribozu (petougljeni šećer), fosfate i četiri nukleobaze koje RNK koristi (adenin, guanin, citozin i uracil), zajedno sa boratima i sitnim česticama bazalta. Mešavinu su potom zagrejali i ostavili da se osuši, simulirajući uslove koji su mogli postojati oko podzemnih akvifera na ranoj Zemlji.
Basalt from an underground "constrained" aquifer could have provided the catalyst for the formation of RNA. | Credit: Steven A. Benner.
Ključni nalazi
Rezultat je pokazao formiranje RNK u toj mešavini. Suprotno ranijim očekivanjima da borati ometaju neke korake sinteze, Hirakawov tim je ustanovio da borati:
- stabilizuju ribozu koja je inače hemijski nestabilna,
- pospešuju dostupnost i formiranje fosfata, ključnih za povezivanje nukleotida,
- podržavaju ključne korake šestostepenog Discontinuous Synthesis Model (DSM) puta.
Povezanost sa svemirskim uzorcima
Ovaj eksperimentalni nalaz pojačan je nedavnim otkrićem riboze u uzorku od 120 grama koji je misija OSIRIS‑REx donela sa asteroida Bennu. Pronalazak riboze u takvom uzorku ukazuje da su sva važna gradivna sredstva RNK prisutna i u materijalu iz svemira.
Borate minerals and the decomposition of ribose. | Credit: Steven A. Benner.
Mogući geološki scenario
Hirakawov tim predlaže scenarij u kome je udar protoplaneta prečnika ~500 km (slično Vesti) mogao masovno dostaviti gradivne blokove na Zemlju, a uslovi nakon udara i oko podzemnih akvifera mogli omogućiti formiranje RNK. Tim procenjuje da se ovaj događaj mogao desiti pre oko 4,3 milijarde godina, što je približno 200 miliona godina nakon formiranja Zemlje i oko 200 miliona godina pre najranijih, do sada poznatih indikacija života (izotopi ugljenika u 4,1‑milijardama godina starim cirkonima).
Diskusija i implikacije
Iako su rezultati značajni, deo naučne zajednice ukazuje da je razlika između „spontane” sinteze i eksperimenta u kome su svi gradivni blokovi dovedeni u sličicu i dalje važna — postavljanje početnih sastojaka u epruvetu predstavlja ljudsku intervenciju. Ipak, studija pomera granice razumevanja uloge borata i demonstrira jedan verodostojan geokemijski put ka nastanku RNK.
Udarni procesi koji su oblikovali ranu Zemlju dešavali su se i na Marsu, a borati su takođe detektovani i na Crvenoj planeti, što znači da su slični procesi mogli da se odvijaju i tamo — ima implikacija za astrobiologiju i potragu za životom van Zemlje.
Zaključak
Rad pruža jake dokaze da su hemijske pretpostavke za nastanak RNK bile realistične na ranoj Zemlji i eventualno na drugim staništima u Sunčevom sistemu. Objavljeno je 15. decembra u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Napomena kritičara: Iako su eksperimenti u laboratorijskim uslovima važni, debate o stepenu „prirodnosti” laboratorijskih rekonstrukcija porekla života ostaju otvorene.
Pomozite nam da budemo bolji.
