Matematikmodel afslører indsigt i, hvordan de første livsformer blev 'født'

En matematisk model har givet ny indsigt i, hvordan de første levende organismer kunne stamme fra simple molekyler fundet på den tidlige Jord. Modellen antyder, at tilstedeværelsen af ​​visse mineraler, såsom jern, kan have været afgørende for at kickstarte livets proces.

Undersøgelsens resultater bygger på ideerne udviklet af Charles Darwin og andre videnskabsmænd, som foreslog, at livet begyndte med fremkomsten af ​​primitive replikerende molekyler som RNA i en fjern fortid. RNA-molekyler er i stand til både informationslagring (dvs. sekvenser af nukleotider) og enzymatisk aktivitet, men det er ikke helt klart, hvordan de er opstået fra ikke-levende kemiske komponenter.

Den matematiske model, skabt af forskere fra Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems, fokuserer på et netværk af reaktioner, der beskriver, hvordan RNA-molekyler kan replikere og konkurrere om ressourcer. Forskerne simulerer dette reaktionsnetværk under forskellige forhold og udforsker virkningerne af parametre som koncentrationen af ​​organiske byggesten og tilgængeligheden af ​​energikilder.

Modellens simuleringer tyder på, at tilstedeværelsen af ​​visse mineraler, såsom jern, havde en væsentlig indflydelse på fremkomsten af ​​selvbærende RNA-replikationscyklusser. Jernions evne til at katalysere reaktioner, der involverer molekyler kendt som 'nukleotider', som er essentielle komponenter i RNA, gjorde det til en afgørende faktor i de tidlige stadier af livets oprindelse.

Da jern let kan danne komplekser med forskellige biokemiske komponenter, kunne det have givet et passende miljø til dannelse og interaktion af nukleotider. Dette ville have øget chancerne for dannelse af RNA-lignende strukturer og opnåelse af replikation.

Den matematiske model indikerer yderligere, at de tidlige RNA-replikatorer sandsynligvis var meget tilpasningsdygtige, i stand til at gennemgå mutationer og udvikle nye evner over tid. Denne fleksibilitet ville have været afgørende for at overleve under de udfordrende og udviklende forhold på den primitive Jord.

Selvom denne undersøgelse giver overbevisende beviser for mineralers rolle som jern i livets fremkomst, er yderligere eksperimentel forskning nødvendig for at validere modellens forudsigelser. Ikke desto mindre bidrager indsigten opnået fra denne matematiske modellering til den bredere søgen efter at forstå, hvordan livets kompleksitet kunne være opstået fra simple kemiske komponenter.