Beviser tyder på, at livet på Jorden startede, efter at meteoritter sprøjtede i varme små damme

Livet på Jorden begyndte et sted for mellem 3,7 og 4,5 milliarder år siden, efter meteoritter sprøjtede ned og udvaskede væsentlige elementer i varme små damme, siger forskere ved McMaster University og Max Planck Institute i Tyskland. Deres beregninger tyder på, at våde og tørre cyklusser binder grundlæggende molekylære byggesten i dammenes næringsrige bouillon til selvreplikerende RNA-molekyler, der udgjorde den første genetiske kode for liv på planeten.

Forskerne baserer deres konklusion på udtømmende forskning og beregninger, der tager aspekter af astrofysik, geologi, kemi, biologi og andre discipliner. Selvom konceptet "varme små damme" har eksisteret siden Darwin, forskerne har nu bevist sin plausibilitet gennem talrige evidensbaserede beregninger.

Hovedforfattere Ben K.D. Pearce og Ralph Pudritz, både af McMaster's Origins Institute og dets Institut for Fysik og Astronomi, sige tilgængelige beviser tyder på, at livet begyndte, da Jorden stadig tog form, med kontinenter, der stammer fra havene, meteoritter, der sprænger planeten - herunder dem, der bærer livets byggestenene - og ingen beskyttende ozon til filtrering af Solens ultraviolette stråler.

"Ingen har faktisk kørt beregningen før, "siger Pearce." Dette er en temmelig stor begyndelse. Det er ret spændende. "

"Fordi der er så mange input fra så mange forskellige felter, det er lidt fantastisk at det hele hænger sammen, ”Siger Pudritz.” Hvert trin førte meget naturligt til det næste. At få dem alle til at føre til et klart billede i sidste ende er at sige, at der er noget rigtigt ved dette. "

Deres arbejde, med samarbejdspartnere Dmitry Semenov og Thomas Henning fra Max Planck Institute for Astronomy, er blevet offentliggjort i dag i Procedurer fra National Academy of Science .

"For at forstå livets oprindelse, vi er nødt til at forstå Jorden, som den var for milliarder af år siden. Som vores undersøgelse viser, astronomi er en vigtig del af svaret. Detaljerne om, hvordan vores solsystem blev dannet, har direkte konsekvenser for livets oprindelse på jorden, "siger Thomas Henning, fra Max Planck Institute for Astronomy og en anden medforfatter.

Livets gnist, forfatterne siger, var oprettelsen af ​​RNA -polymerer:de essentielle komponenter i nukleotider, leveret af meteoritter, at nå tilstrækkelige koncentrationer i damvand og binde sig sammen, da vandstandene faldt og steg gennem nedbørscykler, fordampning og dræning. Kombinationen af ​​våde og tørre forhold var nødvendig for binding, siger avisen.

I nogle tilfælde, mener forskerne, gunstige forhold oplevede nogle af disse kæder foldning og spontant replikerede sig selv ved at trække andre nukleotider fra deres miljø, opfylder en betingelse for definitionen af ​​liv. Disse polymerer var ufuldkomne, i stand til at forbedre sig gennem darwinistisk udvikling, opfylder den anden betingelse.

"Det er den hellige gral af eksperimentel oprindelse af livets kemi, "siger Pearce.

Denne rudimentære livsform ville give anledning til den endelige udvikling af DNA, den genetiske plan for højere livsformer, som ville udvikle sig meget senere. Verden ville kun have været beboet af RNA-baseret liv, indtil DNA udviklede sig.

"DNA er for komplekst til at have været det første aspekt af livet, der dukkede op, ”Siger Pudritz.” Det skulle starte med noget andet, og det er RNA. "

Forskernes beregninger viser, at de nødvendige betingelser var til stede i tusinder af damme, og at nøglekombinationerne til dannelse af liv var langt mere tilbøjelige til at være kommet sammen i sådanne damme end i hydrotermiske ventilationsåbninger, hvor den førende rivaliserende teori hævder, at livet begyndte i sprudlende revner i havbunden, hvor elementerne i livet kom sammen i eksplosioner af opvarmet vand. Forfatterne til det nye papir siger, at sådanne forhold usandsynligt ville skabe liv, da bindingen, der kræves for at danne RNA, har brug for både våde og tørre cyklusser.

Beregningerne ser også ud til at fjerne rumstøv som kilde til livsgenererende nukleotider. Selvom sådant støv faktisk bar de rigtige materialer, det lagde dem ikke i tilstrækkelig koncentration til at skabe liv, forskerne har bestemt. På det tidspunkt, tidligt i solsystemets liv, meteoritter var langt mere almindelige, og kunne have landet i tusinder af damme, bærer livets byggesten. Pearce og Pudritz planlægger at sætte teorien på prøve næste år, når McMaster åbner sit Origins of Life-laboratorium, der vil genskabe forholdene før livet i et lukket miljø.

"Vi er begejstrede for, at vi kan sammensætte et teoretisk papir, der kombinerer alle disse tråde, laver klare forudsigelser og giver klare ideer, som vi kan tage med til laboratoriet, "Siger Pudritz.