Udało się stworzyć brakujące ogniwo w ewolucji życia?

Młoda Ziemia była nieprzystępnym światem, pokrytym mieszanką różnych chemikaliów, składających się m.in. z cząsteczek organicznych będących prekursorami dla ważnych składników biologicznych, np. białek czy cukrów. Naukowcy wciąż nie wiedzą, jak życie pojawiło się na Ziemi - istnieje na ten temat wiele teorii. Jedna z nich mówi, że organizmy żywe wyłoniły się z "pierwotnej zupy", będąc pierwszym etapem ewolucji chemicznej.

- Ewolucja chemiczna została po raz pierwszy zaproponowana w latach 20. XX wieku jako pomysł, że życie powstało z formacji makromolekuł z prostych małych cząsteczek, a te makromolekuły utworzyły zespoły molekularne, które mogły się rozmnażać. Jednak pochodzenie molekularnych zespołów, które rozmnażają się z małych cząsteczek, pozostawało tajemnicą przez około sto lat od pojawienia się scenariusza ewolucji chemicznej. Było to brakujące ogniwo pomiędzy chemią i biologią w pochodzeniu życia - powiedział Muneyuki Matsuo, główny autor badania.

Naukowcy z Hiroshima University postanowili odtworzyć w warunkach laboratoryjnych ten egzotyczny rodzaj samoreplikujących się protokomórek. Pracę rozpoczęli od połączenia pochodnych aminokwasów, aby stworzyć małą cząstkę gotową do samodzielnego złożenia się w prymitywną komórkę. Po dodaniu wody, naukowcy czekali na rozwój wydarzeń. A zadziały się rzeczy niezwykłe.

Cząsteczki skondensowały w peptydy pod postacią kropel zawieszonych w wodzie. Po dodaniu dodatkowych aminokwasów (co może wydarzyć się samoistnie w przyrodzie), kropelki zaczęły zwiększać swój rozmiar, a także się dzielić. Ten rodzaj samoreplikacji jest podstawową funkcją wszystkich komórek. Najciekawsze jest to, że niektóre z kropli skupiały kwasy nukleinowe, które mogą przenosić informację genetyczną. Te konstrukty miały większe szanse na przetrwanie w środowisku, co potwierdza wpływ doboru naturalnego.

- Konstruując kropelki peptydowe, które powielają się, żywiąc się nowymi pochodnymi aminokwasów, eksperymentalnie wyjaśniliśmy długoletnią zagadkę, w jaki sposób prebiotyczni przodkowie byli w stanie rozmnażać się i przetrwać, selektywnie koncentrując prebiotyczne substancje chemiczne. Nasze wyniki sugerują, że kropelki stały się ewoluującymi agregatami molekularnymi - z których jeden stał się naszym wspólnym przodkiem - dodał Matsuo.

Nowe odkrycie nie gwarantuje, że właśnie w ten sposób powstało życie na młodej Ziemi, ale wskazuje kierunek, który powinniśmy rozważyć. To dopiero początek badań, a japoński zespół planuje kontynuować swoją pracę.