Ученые нашли доказательства естественного синтеза РНК на Земле 4,3 млрд лет назад
Международная группа ученых представила новые данные, указывающие на то, что молекулы РНК могли сформироваться на Земле естественным путем около 4,3 млрд лет назад - задолго до появления первых клеточных форм жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.
Как следует из работы, исследователи описали шестиэтапный процесс синтеза РНК из простых органических соединений, который мог происходить без какого-либо внешнего вмешательства. Ключевую роль в этом процессе, по их выводам, играли минеральные соединения бора - бораты. Они направляли химические реакции в нужное русло, предотвращая образование бесполезных молекулярных форм, и при этом ускоряли отдельные этапы синтеза.
Согласно предложенной модели, необходимые условия могли возникать в водоносных слоях, окруженных базальтовыми породами, - аналогичные геологические структуры сегодня встречаются, например, в Исландии и на Гавайях. Простейшие органические молекулы образовывались в атмосфере из углекислого газа и формальдегида, после чего попадали в воду, где под воздействием боратов превращались в рибозу - сахар, входящий в состав РНК. Далее фосфорные соединения связывали рибозу с азотистыми основаниями, формируя нуклеотиды - "строительные блоки" РНК.
Отдельное внимание в исследовании уделено роли астероидных ударов. По оценкам ученых, столкновения с телами размером около 500 км в диаметре временно насыщали атмосферу железом, создавая восстановительную химическую среду, необходимую для синтеза азотистых оснований. При этом такие удары были недостаточно мощными, чтобы уничтожить уже накопившиеся органические вещества, что, по мнению авторов, создавало оптимальные условия для зарождения жизни.
Исследователи также отмечают, что схожие условия могли существовать и на древнем Марсе в так называемый Ноев период - около 4 млрд лет назад. На поверхности планеты обнаружены значительные количества боратов, а атмосфера и водная среда могли быть даже более благоприятными для синтеза органических молекул, чем на ранней Земле. Однако привели ли эти процессы к возникновению жизни на Марсе и существует ли она в настоящее время, остается неизвестным.
В работе подчеркивается, что предполагаемое время синтеза РНК предшествует оценкам молекулярных часов, указывающим на расхождение трех царств земной жизни (около 4,2 млрд лет назад), а также появлению изотопно "легкого" углерода в цирконах возрастом 4,1 млрд лет - возможному древнейшему свидетельству жизни на Земле. При этом ученые признают, что одна из ключевых проблем по-прежнему не решена: как возникла гомохиральность - одинаковая "зеркальность" всех молекул РНК, необходимая для дарвиновской эволюции.
Ранее марсоход Perseverance обнаружил в кратере Езеро горные породы с признаками, которые могут указывать на следы древней микробной жизни. Соответствующее исследование было опубликовано в журнале Nature и описывает необычные минеральные образования в марсианской формации Bright Angel.
