Jak život začíná, zůstává nevyřešená otázka. Jednou z klíčových součástí může být RNA, molekulární bratranec DNA nachází se v každé formě života na Zemi a nyní vědci tvrdí, že ukázali, jak se mohl na naší planetě zformovat před eony. Ale ne každý je přesvědčen a RNA je možná jen jednou z mnoha molekul, které by mohly dát vzniknout životu na různých světech.
V novinách zveřejněno dnes v Proceedings of the National Academy of Sciences USAastrobiolog Yuta Hirakawa a jeho kolegové popisují, jak mohly být podmínky na Zemi asi před 4,3 miliardami let ideální pro vznik života. Ve svém experimentu ukázali, že po velkém dopadu na Zemi mohla vzniknout RNA a následně život.
Kroky, které tým nastínil, naznačují, že „RNA je přirozeným výsledkem planet všude,“ říká Steven Benner z Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci (FfAME) na Floridě, spoluautor článku. A to by zase „naznačovalo, že všude je život“. Na rozdíl od proteinů, které provádějí většinu chemie v moderních buňkách, a DNA, která uchovává genetickou informaci, dokáže RNA trochu obojího – jeden z důvodů, proč byla dlouho považována za nadějný kandidát pro první molekulu života.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceňované žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a nápadech, které formují náš dnešní svět.
Výzkumný tým pod vedením Hirakawy připravil zkumavky obsahující vodnou směs materiálů podobných těm, o kterých se předpokládá, že byly běžné na rané Zemi, pak je zahřál a nechal uschnout. Směsi zahrnovaly chemickou polévku ribózového cukru, nukleobází, reaktivního zdroje fosforu a minerálů sloučeniny zvané boritan.
Proces zahřívání a sušení by byl „všudypřítomný na rané Zemi,“ říká Hirakawa. „Takže k této reakci muselo dojít.“ Výsledkem experimentu byla tvorba molekul podobných RNA, které by se s minimálními dalšími chemickými reakcemi mohly stát vlastní RNA. Tým říká, že to ukazuje Mohla by se vytvořit RNA přirozeně blízko úsvitu naší planety.
Lee Cronin, odborník na prebiotickou chemii na University of Glasgow, který se na práci nezúčastnil, říká, že si není jistý jejími zjištěními, protože k získání a smíchání různých složek byl nutný lidský vstup. „Fakt, že provedli reverzní inženýrství syntézy RNA za správných podmínek, nic neříká,“ říká. „Zdůvodnění věrohodnosti je falešné.“
Jedním z klíčových zjištění v článku je, že sloučenina boritan neinhibuje tvorbu materiálů prekurzorů života, jak se dříve myslelo, ale ve skutečnosti napomáhá produkci RNA. „Borát je velmi důležitý pro stabilizaci cukrů, které jsou nestabilními molekulami,“ říká Hirakawa a poznamenává také, že reakce boritanu mohou tvořit ribózafosfát a dehydratovaný fosfát, dvě klíčové molekuly pro následnou syntézu RNA. „Největším zjištěním mého výzkumu je, že boritan tyto reakce usnadňuje.“
Výzkumníci také objevili boritan na Marsucož zvyšuje možnost, že život mohl vzniknout nezávisle na Rudé planetě, říká Benner. „Atmosféra rané Země se příliš nelišila od současného Marsu,“ říká.
To znamená, že hypotéza výzkumného týmu stále vyžaduje nějaký těžkopádný vnější vliv. Jmenovitě, velký objekt narážející do Země by byl nejzřejmější způsob, jak dopravit prekurzory RNA. Spočítají, že mělo stačit něco o velikosti asteroidu Vesta, který se nachází v pásu asteroidů. Tento impaktor by byl oddělený a mnohem menší než objekt velikosti Marsu, o kterém se předpokládá, že to způsobil vznik Měsíce dopadem na Zemi. Známá fyzika formování planet silně naznačuje, že dopady střední velikosti, jako je ten navrhovaný v nové studii, byly v raných epochách Země relativně běžné.
To znamená, říká Benner, že je pravděpodobné, že i jiné kamenné planety měly dopadové události, které mohly vést k podobným podmínkám. „Argument zní: historie dopadů je univerzální,“ říká. „Jak planeta akretuje malou část své oběžné dráhy kolem hvězdy, bude čistit svou oblast,“ získá prekurzory RNA a pravděpodobně uvaří RNA. A pokud je tento scénář pravdivý, říká, „znamená to, že život je všude, včetně miliard dalších hvězd, jako je Slunce (v Mléčné dráze, které má téměř jistě kamenné planety).
Nejpozoruhodnějším vstupem z domnělého velkého dopadu by podle týmu byly molekuly nezbytné pro přeměnu ribózy, cukru, na ribózafosfát.
Nedávná analýza vzorků asteroidu Bennu, který v roce 2020 sebrala kosmická loď NASA OSIRIS-REx a vrátila se na Zemi v roce 2023, také odhalila přítomnost ribózy na tom asteroidu. Nález dále naznačuje, že ribóza byla přítomna na rané Zemi, říká Yoshihiro Furukawa z univerzity Tohoku, který vedl objev ribózy a byl také spoluautorem nového článku, protože Bennu svědčí o stejném druhu prvotního materiálu, který by původně tvořil naši planetu. „Meteority podobné Bennu by tedy měly poskytovat stavební kameny života prebiotické Zemi,“ říká.
Cronin však říká, že Benner a nová studie stále spoléhají na lidský vstup při produkci RNA, i když se zdá, že to byl výsledek přirozeného procesu. A dokonce i se všemi správnými ingrediencemi je šance na skutečnou produkci RNA bez lidského zásahu mimořádně nízká, říká, podobně jako vylosování královské flush v pokerové hře. „Matematická pravděpodobnost nalezení RNA jinde ve vesmíru je v podstatě nulová,“ uzavírá Cronin.
Místo toho říká, že mnoho dalších molekul kromě RNA by mohlo být složkami života na jiných světech. „RNA je super nudná molekula,“ říká. „Na tom není nic zvláštního a existuje spousta alternativ, které by mohly dělat svou práci.“
Role boritanu v procesu je však „super zajímavá,“ dodává Cronin. „Práce boritanů je ohromná,“ říká. „Ukazuje to, jak zvláštní věci mohou vytvořit molekuly, o kterých jsme neuvažovali.“
