Wetenschappers kondigen een doorbraak aan bij het bepalen van de oorsprong van het leven op aarde – en mogelijk op Mars

Wetenschappers van de Foundation for Applied Molecular Evolution hebben vandaag aangekondigd dat RNA, een analoog van DNA dat waarschijnlijk het eerste genetische materiaal van het leven was, zich spontaan vormt op basaltlavaglas. Dit glas was 4,35 miljard jaar geleden overvloedig aanwezig op aarde. Basalt vergelijkbaar met deze oude tijden leven vandaag op Mars.

Samenlevingen die studeren de oorsprong van het leven Ze zijn de afgelopen jaren uit elkaar gegroeid”, merkte Stephen Benner op, co-auteur van de studie die online in het tijdschrift verscheen astrobiologie.

“Een samenleving herbekijkt klassieke vragen met complexe chemische schema’s die moeilijke chemie vereisen door ervaren chemici,” legde Benner uit. Hun prachtige vakmanschap is te zien in merkmagazines zoals de natuur temperen En de Wetenschappen. “Maar juist vanwege de complexiteit van deze chemie is het niet mogelijk om uit te leggen hoe het leven op aarde is ontstaan.

Fundamentele studie daarentegen heeft een eenvoudiger benadering. De studie, geleid door Elisa Biondi, toonde aan dat lange RNA-moleculen, tussen 100 en 200 nucleotiden lang, gevormd worden wanneer nucleosidetrifosfaten niets anders doen dan filteren door basaltglas.

“Basaltisch glas was destijds overal op aarde”, zegt Stephen Mogesses, een aardwetenschapper die ook bij het onderzoek betrokken was. “Gedurende enkele honderden miljoenen jaren nadat de maan was gevormd, vormden herhaalde inslagen in combinatie met de overvloed aan vulkanen op de jonge planeet gesmolten basaltlava, de bron van het basaltglas. De inslagen verdampten ook water om droog land te krijgen, waardoor aquifers ontstonden waar RNA kan vorm. .”

Dezelfde effecten leidden ook tot de productie van nikkel, waarvan het team aantoonde dat het nucleosidetrifosfaten een nucleoside en geactiveerd fosfaat geeft, ook gevonden in lavaglas. Boraat (zoals in borax), ook uit basalt, regelt de vorming van die van trifosfaat.

Dezelfde invloeden die het glas vormden, verminderden ook tijdelijk de atmosfeer door zijn ijzer-nikkel metalen kern. RNA-basen, waarvan de sequentie is opgeslagen genetische informatieHet wordt gevormd in zo’n atmosfeer. Het team toonde eerder aan dat nucleosiden worden gevormd door een simpele reactie tussen ribosefosfaat en RNA-basen.

“Het mooie van dit model is zijn eenvoud. Het kan worden getest door middelbare scholieren in een scheikundeles”, zegt Jan Abschek, die niet betrokken was bij dit onderzoek, maar een hulpmiddel heeft ontwikkeld om buitenaardse genetische polymeren op Mars te ontdekken. “Meng de ingrediënten, wacht een paar dagen en ontdek het RNA.”

Dezelfde stenen lossen andere inconsistenties op bij het maken van RNA in een pad dat helemaal gaat van eenvoudige organische moleculen naar het eerste RNA. “Boraat stimuleert bijvoorbeeld de vorming van ribose, ‘R’ in RNA,” voegde Benner eraan toe. Deze route begint met eenvoudige koolhydraten die zich “niet” hadden kunnen vormen in de atmosfeer boven de primitieve aarde. Ze worden gestabiliseerd door CO2. Vulkanische zwavel, dan regent het op het oppervlak om reservoirs van organische mineralen te vormen.

Dit werk voltooit dus een route die RNA produceert uit kleine organische moleculen die vrijwel zeker in de vroege aarde bestonden. Eén geologisch model gaat van één koolstofmolecuul en twee moleculen om RNA-moleculen te geven die lang genoeg zijn om de darwinistische evolutie te ondersteunen.

“Er blijven belangrijke vragen”, waarschuwt Beiner. “We weten nog steeds niet hoe alle bouwstenen van RNA dezelfde algemene vorm hebben gekregen, een relatie die bekend staat als homochiraliteit.” Evenzo kunnen de bindingen tussen nucleotiden variabel zijn in basaltcomposieten glas. Deze invoer is onbekend.

Mars is zeer relevant voor deze aankondiging omdat dezelfde mineralen, spektakels en invloeden in die oudheid ook op Mars aanwezig waren. Mars heeft echter niet geleden continentale afdrijving En de tektonische platen die meer dan 4 miljard jaar geleden de meeste rotsen van de aarde begroef. Zo blijven de rotsen van tijd tot tijd op Mars. Recente missies naar Mars hebben alle benodigde stenen gevonden, inclusief boraten.

“Als leven op aarde is verschenen via dit eenvoudige pad, is het ook mogelijk dat het op Mars is verschenen”, zei Benner. Dit vergroot het belang om zo snel mogelijk naar leven op Mars te zoeken. ”

Geleverd door de Foundation for Applied Molecular Evolution