3843
Група науковців за допомогою комп’ютерного моделювання визначила період у далекому минулому Землі, коли умови були особливо сприятливими для гіпотетичного раннього етапу життя — так званого світу РНК. За розрахунками, цей «солодкий період» настав приблизно 4,33 мільярда років тому, а планета могла стати придатною для такого стану ще від 4,4 мільярда років тому. Про це йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nature Communications, на яке посилається видання Live Science.
Провідний автор роботи Олег Абрамов, старший науковець Інституту планетології в Аризоні, зазначає, що їхній результат узгоджується з попередніми оцінками близько 4,35 мільярда років тому, але тепер межі невизначеності значно вужчі. Раніше інші моделі давали ширші діапазони — наприклад від 4,46 до 4,26 мільярда років або навіть від 4,45 до 3,9 мільярда років.
Що таке світ РНК і чим він важливий
Світ РНК — це гіпотетичний етап історії Землі, який передував появі LUCA (Last Universal Common Ancestor) — останнього універсального спільного предка всіх сучасних форм життя. Припускається, що тоді основну роль у зберіганні та копіюванні спадкової інформації відігравала саме РНК.
Рибонуклеїнова кислота (РНК) — це одноланцюгова молекула, структурно подібна до ДНК, яка виконує важливі функції в живих клітинах. Багато дослідників вважають, що світ РНК існував до появи ДНК: у цей ранній період РНК могла бути головною самовідтворюваною речовиною, яка переносила генетичну інформацію між поколіннями найпростіших форм життя, копіюючи сама себе.
Згодом, за гіпотезою, РНК-основний світ перетворився на світ РНК та білків, а ще пізніше з’явилася більш хімічно стабільна ДНК. Дослідники припускають, що ДНК виникла у дві послідовні фази, які умовно назвали світами U-DNA та T-DNA, і це сталося до появи LUCA.
Попри існування альтернативних та комбінованих сценаріїв виникнення життя, Абрамов підкреслює, що світ РНК досі залишається однією з провідних гіпотез.
Як моделювали ранню Землю
Щоб з’ясувати, коли саме міг існувати світ РНК, команда створила комп’ютерну модель внутрішньої будови Землі. Вона відтворювала вплив гігантських ударів астероїдів та інших небесних тіл на умови в земній корі і загальну придатність планети до життя в проміжку між 4,5 і 3,5 мільярда років тому.
За словами Абрамова, дослідники побудували модель бомбардування, спираючись на спостережувані дані, зокрема на кратерний рельєф Місяця. У розрахунках вони враховували як руйнівні наслідки ударів — наприклад, температурне руйнування ключових біомолекул, — так і потенційно сприятливі ефекти, зокрема формування гідротермальних систем.
Модель показала, що до 4,4 мільярда років тому по Землі продовжували влучати космічні тіла розміром у сотні миль — суттєво більші за астероїд, який знищив динозаврів, але менші за ударник, що колись сформував Місяць. Ці зіткнення періодично стерилізували поверхню планети.
За оцінками Абрамова, внаслідок такого інтенсивного бомбардування могли відбуватися широкомасштабне плавлення кори, випаровування океанів, екстремальні температурні градієнти в корі та майже безперервні «дощі» розжареної речовини й парів порід на поверхні. За таких умов тривале існування життя було б неможливим.
Коли Земля стала придатною для світу РНК
Після приблизно 4,4 мільярда років тому обстановка на планеті, за моделлю, стабілізувалася. У приповерхневій корі почали формуватися скупчення гідротермальних джерел, які концентрували будівельні блоки РНК: нуклеотиди, короткі ланцюжки амінокислот — пептиди, а також ліпіди, подібні до жирів сполуки.
Таке поєднання умов, за словами Абрамова, вказує, що Земля стала придатною для світу РНК у проміжку між 4,4 та 4,3 мільярда років тому, а найоптимальніші умови припали приблизно на 4,33 мільярда років тому.
Отримані результати свідчать, що між «золотим часом» світу РНК і появою LUCA могло бути близько 130 мільйонів років. Вважається, що останній універсальний спільний предок жив приблизно 4,2 мільярда років тому.
Водночас дослідники наголошують: і для часу існування світу РНК, і для моменту появи LUCA зберігаються значні невизначеності. За оцінкою Абрамова, інтервал між цими подіями може сягати й 240 мільйонів років.
Тривалість самого світу РНК лишається невідомою: у нинішньому дослідженні її не вдалося прямо обмежити. Однак більш точне датування періоду, коли умови на ранній Землі вперше стали сприятливими для таких систем, допомагає звузити поле пошуку сценаріїв виникнення життя на нашій планеті.
Модель показала оптимальний час для виникнення світу РНК на Землі з’явилася спочатку на Цікавості.
