Ученые нашли доказательства естественного синтеза РНК на Земле 4,3 млрд лет назад

Исследование, результаты которого были опубликованы в журнале PNAS, описывает шестиэтапный процесс, в ходе которого простые органические соединения могли трансформироваться в РНК без какого-либо внешнего вмешательства. Важную роль в этом процессе играли минеральные соединения бора, известные как бораты, которые направляли химические реакции, предотвращая образование нежелательных молекул и ускоряя синтез.

Согласно предложенной исследователями модели, необходимые условия могли возникать в подземных водах, окруженных базальтовыми породами. Подобные геологические образования можно встретить, например, на Гавайях и в Исландии. В атмосфере формировались простые органические молекулы из углекислого газа и формальдегида, которые затем попадали в воду, где под действием боратов превращались в рибозу — компонент РНК. Далее фосфорные соединения связывали рибозу с азотистыми основаниями, образуя нуклеотиды — строительные блоки РНК.

Также в работе исследователи акцентировали внимание на последствиях астероидных ударов. По их оценкам, столкновения с объектами диаметром около 500 км временно обогащали атмосферу железом, создавая восстановительные условия, необходимые для синтеза азотистых оснований. Эти удары были недостаточно мощными, чтобы уничтожить уже существующие органические вещества, что, по мнению авторов, способствовало созданию оптимальной среды для зарождения жизни.

Ученые также предполагают, что на древнем Марсе, в так называемый Ноев период около 4 миллиардов лет назад, могли существовать аналогичные условия. На поверхности планеты найдены значительные запасы боратов, а атмосфера и водная среда, вероятно, были даже более подходящими для синтеза органических молекул, чем на ранней Земле. Однако остается неизвестным, привели ли эти процессы к возникновению жизни на Марсе и существует ли она сейчас.

В исследовании подчеркивается, что предполагаемое время образования РНК предшествует оценкам молекулярных часов, указывающим на расхождение трех царств земной жизни (около 4,2 миллиарда лет назад), а также появлению изотопно "легкого" углерода в цирконах возрастом 4,1 миллиарда лет — возможному древнейшему свидетельству жизни на Земле. Ученые также отмечают, что одна из главных загадок остается нерешенной: как возникла гомохиральность, необходимая для дарвиновской эволюции, когда все молекулы РНК имеют одинаковую "зеркальность".

Ранее марсоход Perseverance обнаружил в кратере Езеро горные породы с признаками, которые могут свидетельствовать о древней микробной жизни. Это исследование было опубликовано в журнале Nature и описывает необычные минеральные образования в марсианской формации Bright Angel.