Forskere annoncerer et gennembrud med hensyn til at bestemme livets oprindelse på Jorden – og måske Mars

Forskere ved Foundation for Applied Molecular Evolution annoncerede i dag, at ribonukleinsyre (RNA), en analog af DNA, der sandsynligvis var det første genetiske materiale for livet, spontant dannes på basalt lavaglas. Sådant glas var rigeligt på Jorden for 4,35 milliarder år siden. Lignende basalter fra denne oldtid overlever på Mars i dag.

"Samfund, der studerer livets oprindelse, har divergeret i de senere år," bemærkede Steven Benner, en medforfatter af undersøgelsen, der vises online i tidsskriftet Astrobiology .

"Et samfund genbesøger klassiske spørgsmål med komplekse kemiske skemaer, der kræver vanskelig kemi udført af dygtige kemikere," forklarede Benner. "Deres smukke håndværk vises i varemærketidsskrifter såsom Nature og Videnskab ." Men netop på grund af kompleksiteten af ​​denne kemi, kan den umuligt redegøre for, hvordan liv faktisk opstod på Jorden.

I modsætning hertil har Foundation-undersøgelsen en enklere tilgang. Anført af Elisa Biondi viser undersøgelsen, at lange RNA-molekyler, 100-200 nukleotider lange, dannes, når nukleosidtrifosfater ikke gør andet end at perkolere gennem basaltisk glas.

"Basaltisk glas var overalt på Jorden på det tidspunkt," bemærkede Stephen Mojzsis, en jordforsker, som også deltog i undersøgelsen. "I flere hundrede millioner år efter, at Månen blev dannet, dannede hyppige nedslag kombineret med rigelig vulkanisme på den unge planet smeltet basaltisk lava, kilden til basaltglasset. Påvirkninger fordampede også vand for at give tørt land, hvilket gav grundvandsmagasiner, hvor RNA kunne være dannet. "

De samme påvirkninger leverede også nikkel, som holdet viste giver nukleosidtrifosfater fra nukleosider og aktiveret fosfat, der også findes i lavaglas. Borat (som i borax), også fra basalt, styrer dannelsen af ​​disse trifosfater.

De samme stødlegemer, som dannede glasset, reducerede også forbigående atmosfæren med deres metaljern-nikkelkerner. RNA-baser, hvis sekvenser lagrer genetisk information, dannes i sådanne atmosfærer. Holdet havde tidligere vist, at nukleosider dannes ved en simpel reaktion mellem ribosephosphat og RNA-baser.

"Det smukke ved denne model er dens enkelhed. Den kan testes af gymnasieelever i kemiklassen," sagde Jan Špaček, som ikke var involveret i denne undersøgelse, men som udvikler instrument til at opdage fremmede genetiske polymerer på Mars. "Bland ingredienserne, vent et par dage og opdag RNA'et."

De samme sten løser de andre paradokser i at lave RNA på en vej, der bevæger sig hele vejen fra simple organiske molekyler til det første RNA. "For eksempel styrer borat dannelsen af ​​ribose, 'R'et' i RNA," tilføjede Benner. Denne vej starter fra simple kulhydrater, der "ikke ikke" kunne være dannet i atmosfæren over den primitive Jord. Disse blev stabiliseret af vulkansk svovldioxid og derefter regnet til overfladen for at skabe reservoirer af organiske mineraler.

Således fuldender dette arbejde en vej, der skaber RNA fra små organiske molekyler, der næsten helt sikkert var til stede på den tidlige Jord. En enkelt geologisk model bevæger sig fra et og to kulstofmolekyler for at give RNA-molekyler lange nok til at understøtte Darwinistisk evolution.

"Vigtige spørgsmål er tilbage," advarer Benner. "Vi ved stadig ikke, hvordan alle RNA-byggestenene kom til at have den samme generelle form, et forhold kendt som homokiralitet." Ligeledes kan bindingerne mellem nukleotiderne være variable i materialet syntetiseret på basaltisk glas. Importen af ​​dette kendes ikke.

Mars er relevant for denne meddelelse, fordi de samme mineraler, briller og nedslag også var til stede på Mars fra den antikke. Mars har dog ikke lidt af kontinentaldrift og pladetektonik, der begravede de fleste sten fra Jorden ældre end 4 milliarder år. Således forbliver sten fra det relevante tidspunkt på overfladen af ​​Mars. De seneste missioner til Mars har fundet alle de nødvendige sten, inklusive borat.

"Hvis liv opstod på Jorden via denne enkle vej, så er det sandsynligvis også opstået på Mars," sagde Benner. "Dette gør det endnu vigtigere at søge liv på Mars, så snart vi kan." + Udforsk yderligere

En Mars-meteorit viser tegn på et massivt nedslag for milliarder af år siden