Isti „recept” za život na Zemlji mogao bi postojati i na Marsu — nova saznanja o ulozi borata i bazalta

Novo istraživanje sugeriše da je RNA mogla nastati jednostavnom hemijom na stijenama prerane Zemlje — i da su slični uslovi mogli postojati i na Marsu. Naučnici ukazuju na kombinaciju minerala i geoloških sredina koja je stabilizovala ključne molekule neophodne za nastanak prvih bioloških makromolekula.

Kako je RNA mogla nastati?

RNA (ribonukleinska kiselina) verovatno je bila prvi molekul koji je nosio i prenosio informaciju u najranijim živim sistemima. Za razliku od DNK, RNA je najčešće jednostruka i može istovremeno prenositi informacije i katalizovati hemijske reakcije. Nova studija pod vođstvom molekularnog biologa Stevena Bennera (Foundation for Applied Molecular Evolution, FfAME) pokazuje da su prosti organski prekursori mogli reagovati i formirati RNA uz posredovanje stijena i minerala na hadejskoj Zemlji.

Ključni sastojci koji su olakšali sintezu RNA uključuju:

• Boratne minerale (npr. boraks) — pomažu u stabilizaciji riboze, šećera koji čini „kostur” RNA, iako se ranije smatralo da borat može otežati neke korake sinteze.
• Aktivirani fosfati — omogućavaju formiranje fosfatnog okvira RNA.
• Vulkanski bazalti i bazaltno staklo — stijenke i staklasta faza mogu pospešiti povezivanje komponenti u duže lance.
• Povremeno hidratizovani bazaltom ograničeni akviferi — geološki prostori koji primaju atmosferske i meteoritne supstance i omogućavaju smenjivanje vlažnih i suvih faza potrebnih za hemijske reakcije.

„[Sinteza RNA] mogla je da se dogodi u hadejskom (Zemlja) i noahskom (Mars) periodu u jedinstvenom geološkom okruženju sa boratom, aktiviranim fosfatom i organskim ugljenim hidratima stabilizovanim kao sulfonatni adukti ili boratni kompleksi, unutar bazaltom ograničenih i povremeno hidratizovanih akvifera…" — iz rada objavljenog u časopisu PNAS.

Podrška iz svemirskih uzoraka

Analiza uzoraka sa asteroida Bennu (tim sa Tohoku University) i nalazi misije OSIRIS-REx ukazuju na prisustvo riboze i glukoze u svemirskim materijalima. To pojačava hipotezu da su slični organski molekuli mogli biti isporučeni na Zemlju (i druge planete) putem udara asteroida i meteora, doprinoseći prebiotskom „supu” neophodnoj za nastanak života.

Zašto je Mars važan?

Benner i saradnici napominju da su marsovski akviferi mogli biti više izloženi atmosferi nego ti isti sistemi na aveaijskoj Zemlji, što bi smanjilo razređivanje i gubitak prebiotičkih molekula u prostranstvu okeana. Ako su borati, aktivirani fosfati i bazaltno staklo bili prisutni na Marsu, isti „recept” za nastanak RNA mogao je biti ostvariv i tamo.

Nerazjašnjena pitanja

I pored značajnog napretka, ostaju ključni izazovi. Jedan od najvažnijih je homohiralnost — činjenica da gradivni blokovi RNA (nukleotidi) moraju imati istu „ruku” (levu ili desnu konfiguraciju) da bi funkcionalni sistemi mogli nastati. Gradivni blokovi prirodno nastaju u oba oblika (enantiomera), pa je još nejasno kako je na primordijalnoj Zemlji ili Marsu nastala preferencija za jednu od tih formi.

Benner je u tekstu za Science naglasio: „Nismo završili” — istraživanja nastavljaju da traže mehanizme koji bi objasnili kako je homohiralnost nastala u prebiotskim uslovima.

Šta dalje?

Dalja ispitivanja uzoraka sa asteroida, analize materijala prikupljenih od strane svemirskih misija poput OSIRIS-REx, i buduće misije na Mars biće ključne za proveru hipoteze. Ako se u marsovskim stijenama potvrdi kombinacija borata, aktiviranih fosfata i bazalta, to bi dodatno ojačalo ideju da su uslovi za nastanak života u Sunčevom sistemu bili šire rasprostranjeni nego što se ranije mislilo.

Zaključak: Nova saznanja ne dokazuju konačno poreklo života, ali pružaju ubedljiv model u kome jednostavna hemija na stenama, uz pomoć borata i bazaltnih okruženja, može dovesti do formiranja ključnih molekula kao što je RNA — i to kako na Zemlji, tako i potencijalno na Marsu.