Како градежните блокови на животот дојдоа од вселената до Earth Science Blog
На Барањето на потеклото на животот на земјата е едно од основните прашања во науката. Астрономите од Универзитетот Мекмастер и Институтот за астрономија Макс Планк (МПИА) пресметаа кохерентно сценарио за потеклото на животот на земјата врз основа на астрономски, геолошки, хемиски и биолошки модели [1]. Дмитриј Семенов и Томас Хенинг од МПИА го опишуваат ова сценарио во кое животот се формирал само неколку стотици милиони години откако површината на земјата се оладила доволно за да може да постои течна вода. Суштинските градежни блокови за живот се формирале во вселената за време на формирањето на Сончевиот систем и биле наталожени на земјата од метеорити во мали топли езерца. *
Како настанал првиот живот на земјата пред околу четири милијарди години е едно од најголемите прашања во науката. Новите резултати од истражувачите од Универзитетот Мекмастер (Хамилтон, Канада) и Институтот за астрономија Макс Планк сугерираат дека метеоритите можеби играле клучна улога во тоа. Овие тела слетаа во топлите мали езерца на земјата (Слика 1) и депонираа органски материи таму, што овозможија појава на живот во форма на самореплицирачки РНК молекули [1].
Заклучоците на астрономите се засноваат на модел кој ги сумира денешните сознанија за формирање планети, геологија, хемија и биологија - пресметки кои го подобруваат нашето знаење за геологијата на раната Земја, хемиските услови, својствата на вклучените молекули и астрономските информации за својствата на Поврзете метеорити и меѓупланетарни прашини едни со други. Фактот дека ваквата квантитативна анализа е можна за прв пат е благодарение на напредокот во многу области: од микробиологија до потрага по егзопланети до набудувања на планетарни расадници во близина на други starsвезди.
Можеби најинтересниот резултат од пресметките е дека животот веројатно започнал релативно рано: само неколку стотици милиони години откако Земјата се оладила доволно за да се овозможи течна површинска вода како езерца или океани. Тогаш, многу повеќе метеорити ја погодија земјата отколку денес.
Досега никој всушност не ги имаше направено овие пресметки. Бидејќи новиот модел вклучува толку многу резултати од многу различни области, неверојатно е што сè е толку кохерентно поврзано. Секој чекор од моделот природно водеше кон следниот. Фактот дека на крајот се појави јасна слика е јасен показател дека сценариото не може да биде толку погрешно.
За да го разбереме потеклото на животот, мора да ја разбереме земјата како што беше пред милијарди години. Како што покажува студијата на институтот Макс Планк, астрономијата дава важен дел од одговорот. Деталите за формирањето на нашиот сончев систем имаат директни последици за потеклото на животот на земјата.
Новата работа ја поддржува хипотезата дека животот потекнува од малите топли води. (Изразот „мало топло езерце“, патем, се враќа на една од најраните шпекулации за потеклото на животот: писмо од Чарлс Дарвин до ботаничарот Josephозеф Хукер од 1871 година.) Во циклуси, во каде плитките езерца прво се исушат, а потоа повторно се полнат со вода, хемиските состојки се правилно концентрирани, што предизвикува врски помеѓу нуклеотидите (градежни блокови на нуклеински киселини составени од нуклеобази, фосфатни групи и остатоци од шеќер; изд.), а со тоа и формирање на подолги РНК ланци фаворизиран. Истражувачите можеа да докажат дека метеоритите можеле да пренесат доволна количина нуклеобази во илјадници вакви езерца на земјата и со тоа да предизвикаат формирање на самореплицирачки РНК молекули во барем едно од овие езерца. Слика 2.
Врз основа на познатото познавање на формирањето на планетите и хемијата на Сончевиот систем, истражувачите на МПИА предложија конзистентно сценарио за потеклото на животот на земјата. Тие даваат веродостојни физички и хемиски информации за условите под кои можел да настане животот. Сега е ред на експериментаторите да откријат како животот навистина можел да се случи под овие многу специфични рани услови.
Ова во никој случај не е дефинитивен одговор на основното прашање за потеклото на животот на земјата, но во последните неколку децении се појавија некои интересни можни одговори. Теорија подетално разработена во осумдесеттите години од минатиот век постулира светски РНК: генетските информации на повисоките организми се чуваат во двојниот спикс на молекулите на ДНК, но има и тесно поврзани молекули, РНК (рибонуклеинска киселина), кои играат значајна улога во современите клетки . Особено, тие катализираат одредени хемиски реакции во клетките и се исто толку неопходни за пренос на генетски информации како и за синтеза на специфични протеини (декрети на владата на клетките, така да се каже) врз основа на генетскиот код. Некои вируси воопшто не користат ДНК за да ги зачуваат генетските информации; наместо тоа, сите информации се кодираат во РНК на вируси.
[1] Бен К.Д. Пирс, Ралф Е. Пудриц, Дмитриј Семенов, Томас К.Хенинг. Потекло на светот на РНК: Судбината на нуклеобазите во топлите мали езерца. Проц. Нат Акад Sci, 114, 11327 (2017). Работата е слободно достапна на https://arxiv.org/pdf/1710.00434.pdf.
Пред неколку недели, авторите Бен КД Пирс (Универзитет Мекмастер), Ралф Е. Пудриц (Универзитет Мекмастер, Институт за астрономија Макс Планк и Центар за астрономија на Универзитетот Хајделберг) и Дмитриј Семенов и Томас К.Хенинг (двајцата Макс Планк) -Институт за астрономија) беше наградена со престижната награда Козарели од Националната академија на науките на САД за оваа револуционерна работа.