Учёные определили период в истории Земли, когда сложились наилучшие условия для гипотетического раннего этапа зарождения жизни — так называемого «мира РНК». Как сообщает Live Science, исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
По оценкам специалистов, оптимальное время наступило примерно 4,33 миллиарда лет назад. При этом планета могла стать пригодной для мира РНК уже 4,4 миллиарда лет назад, поскольку к тому моменту в основном прекратилась интенсивная бомбардировка астероидами, кометами и другими каменистыми остатками формирования планет. Об этом рассказал первый автор работы Олег Абрамов, старший научный сотрудник базирующегося в Аризоне Планетологического института.
Мир РНК — это предполагаемый период в истории Земли, предшествовавший появлению последнего универсального общего предка (LUCA), единственного микроорганизма, от которого происходят все живые существа на планете. РНК (рибонуклеиновая кислота) представляет собой одноцепочечную молекулу, по строению похожую на ДНК и выполняющую важные функции в живых клетках. По мнению учёных, в ту раннюю эпоху РНК была основной самовоспроизводящейся субстанцией и передавала генетическую информацию между поколениями простейших форм жизни, копируя саму себя.
Позже РНК превратилась в более химически устойчивую ДНК — это произошло ещё до появления LUCA. Исследователи полагают, что сначала мир РНК развился в мир РНК и белков, а затем ДНК возникла в два отдельных этапа, получивших условные названия U-ДНК и T-ДНК. Хотя существуют и альтернативные, гибридные сценарии зарождения жизни, именно мир РНК остаётся ведущей гипотезой, отметил Абрамов.
Чтобы выяснить, когда он мог существовать, учёные построили компьютерную модель недр Земли. Она воспроизводила, как крупные удары по поверхности планеты в период от 4,5 до 3,5 миллиарда лет назад влияли на условия в коре и на пригодность Земли для жизни. Модель, опирающаяся на данные о кратерах на Луне, показала: небесные тела поперечником в сотни километров — на порядок крупнее астероида, погубившего динозавров, но значительно меньше объекта, создавшего Луну, — продолжали падать на Землю и стерилизовать её поверхность вплоть до 4,4 миллиарда лет назад. Жизнь не выдержала бы столь мощной бомбардировки, вызывавшей масштабное плавление коры, испарение океанов, резкие перепады температур в коре и непрерывные дожди из раскалённого материала и каменного пара.
Однако после 4,4 миллиарда лет назад условия стабилизировались. В результате в приповерхностной коре появились скопления гидротермальных источников, которые концентрировали компоненты для РНК, включая нуклеотиды, короткие цепочки аминокислот (пептиды) и жироподобные соединения (липиды). По словам Абрамова, эти критерии указывают на то, что Земля стала пригодной для мира РНК в промежутке от 4,4 до 4,3 миллиарда лет назад, а оптимальные условия сложились около 4,33 миллиарда лет назад. Между расцветом мира РНК и появлением LUCA, который, как считается, жил примерно 4,2 миллиарда лет назад, образовался разрыв около 130 миллионов лет, хотя из-за большой неопределённости он может достигать и 240 миллионов лет. Как подчеркнул Абрамов, длительность существования мира РНК остаётся крайне неопределённой, и данное исследование её напрямую не ограничивало.