Ten minerał mógł pomóc stworzyć pierwszą cząsteczkę życia
Czy życie mogło zacząć się od niepozornego minerału? Nowe badania sugerują, że borany, zamiast blokować reakcje chemiczne, mogły pomóc w powstaniu RNA - pierwszej cząsteczki zdolnej przenosić informację biologiczną. To odkrycie rzuca nowe światło na narodziny życia na młodej Ziemi.
Początki życia na Ziemi od dekad pozostają jedną z największych zagadek nauki. Przejście od prostych reakcji chemicznych do złożonej biologii wymagało warunków, które pozwoliły cząsteczkom nie tylko powstać, lecz także przetrwać i rozwijać się. Nowe badania opublikowane na łamach Proceedings of the National Academy of Sciences sugerują, że około 4,3 miliarda lat temu Ziemia mogła sprzyjać powstaniu RNA - pierwszej cząsteczki informacyjnej, zdolnej do zapoczątkowania ewolucji biologicznej.
RNA przed DNA
Hipoteza "świata RNA" zakłada, że zanim pojawiło się DNA i białka, istniał etap, w którym RNA pełniło jednocześnie funkcję nośnika informacji i katalizatora reakcji chemicznych.
Problem w tym, że RNA jest cząsteczką skomplikowaną i nietrwałą, a warunki panujące na Ziemi około 4,3 miliarda lat temu wydawały się mało sprzyjające jego powstaniu. Atmosfera była wówczas zdominowana przez dwutlenek węgla, azot, parę wodną i dwutlenek siarki, a potężne uderzenia asteroid okresowo zmieniały jej chemię.
Eksperyment jak z hadeiku
Zespół naukowców, kierowany przez dra Yutę Hirakawę, postanowił sprawdzić, czy wszystkie etapy prowadzące do syntezy RNA mogły zachodzić jednocześnie w naturalnym środowisku, bez "ludzkiej ręki". W laboratorium odtworzono warunki przypominające wczesną Ziemię obejmujące podziemne systemy wodne, okresowo wysychające i zalewane, otoczone prawdziwym bazaltem wulkanicznym. Do jednego naczynia dodano wszystkie reagenty naraz, testując tzw. nieciągły model syntezy RNA.
Jednym z najbardziej zaskakujących wyników było to, że boran, który miał blokować kluczowe reakcje, w rzeczywistości je wspierał, usuwając niepożądane produkty uboczne i utrzymując odpowiednie pH potrzebne do syntezy RNA.
Zobacz również:
Boran okazał się nieoczekiwanym sprzymierzeńcem życia
Eksperymenty wykazały, że w środowiskach bogatych w boran i skały bazaltowe wszystkie sześć etapów prowadzących od prostych gazów do łańcuchów RNA może zachodzić samoistnie. W takich warunkach powstawały cząsteczki RNA o długości nawet 100-200 jednostek. To już nie chemiczna ciekawostka, ale realny krok w stronę wyjaśnienia pochodzenia życia.
Odkrycie nie rozwiązuje co prawda całej zagadki, ale pokazuje, że Ziemia w hadeiku (czyli tym wczesnym okresie Ziemi, kiedy formowała się skorupa Ziemska i powstał Księżyc) mogła być znacznie bardziej przyjazna dla narodzin biologii, niż dotąd sądzono.
Źródło: Yuta Hirakawa i in., "Interstep compatible of a model for the prebiotic synthesis of RNA consistent with hadean natural history", Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2516418122
