JAPANSKI znanstvenici nedavno su u laboratoriju potvrdili da je molekula RNA mogla nastati spontano na ranoj Zemlji, pod uvjetima koji su prirodno postojali prije otprilike 4.3 milijarde godina, čime su dali snažnu eksperimentalnu potvrdu ideji da je život počeo kao "RNA svijet".

Život iz neživog - karika koja nedostaje

Teorija evolucije, koja je neupitno potvrđena brojnim znanostima, odlično objašnjava kako se život razvijao jednom kada je nastao.

No, znanost do sada nije potpuno razjasnila kako su prvi oblici života nastali iz neživih tvari. Taj dio biološke povijesti naziva se abiogeneza. Njega je teško razotkriti jer je praktički nemoguće pronaći fosilne zapise takvih procesa iz tog vremena.

Hipoteza o RNA svijetu

Hipoteza o RNA svijetu sugerira da je ribonukleinska kiselina (RNA), jednostavnija, jednolančana rođakinja dvolančane dezoksiribonukleinske kiseline (DNA) igrala ključnu ulogu u nastanku najranijih oblika života jer je mogla pohranjivati genetičke informacije i obavljati kemijske reakcije potrebne za samoreplikaciju i katalizu procesa prije pojave DNA-a i proteina.

Kataliza znači da je RNA mogla ubrzavati kemijske reakcije bez da se sama pritom troši. Drugim riječima, neke molekule RNA ponašale su se poput današnjih enzima.

U najranijem razdoblju Zemljine povijesti još nije bilo proteina, koji danas obavljaju gotovo sve katalitičke uloge u živim stanicama. Hipoteza o RNA svijetu pretpostavlja da je RNA tada imala dvostruku funkciju – da je nosila gensku informaciju i istodobno pomagala da se kemijske reakcije odvijaju brže i učinkovitije, uključujući reakcije potrebne za vlastito umnažanje. To je ključno jer se bez katalize većina takvih reakcija odvija presporo da bi omogućila nastanak i održavanje života.

U RNA svijetu preteča života mogla je istodobno pohranjivati nasljedne informacije, kopirati samu sebe i katalizirati osnovne kemijske reakcije potrebne za vlastito umnažanje i opstanak, što su ključne funkcije živog organizma.

Što je studija otkrila?

U novoj studiji objavljenoj u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) Yuta Hirakawa sa sveučilišta Tohoku, jednog od vodećih u Japanu, i njegov tim simulirali su uvjete slične onima koji su mogli postojati u podzemnim zalihama vode i vodonosnim slojevima u tlu i stijenama ili pak u isušujućim bazenima na ranoj Zemlji, u plitkim lokvama u kojima se voda povremeno zadržavala i zatim isparavala.

"RNA je možda bila prva informacijska molekula koja je omogućila darvinističku evoluciju, a time i život, na hadskoj Zemlji i/ili na noahijskom Marsu (had i noahij su razdoblja op. a.). Stoga je svaki model koji pokazuje kako RNA može nastati iz jednostavnih organskih molekula važan za razumijevanje nastanka života u okviru hipoteze o RNA svijetu kao prvom", pišu autori u uvodu studije.

U svojim eksperimentima znanstvenici su kombinirali osnovne sastojke RNA - šećer ribozu, fosfate i četiri nukleobaze od kojih je sastavljena RNA (adenin, guanin, citozin i uracil) s mineralima borata i bazaltnim stijenama. Smjesu su podvrgnuli ciklusima zagrijavanja i sušenja. Time su oponašali prirodne procese isparavanja i rehidracije koji su mogli biti česti u tadašnjim okolišima. Pod tim uvjetima RNA molekule spontano su se formirale, bez aktivnog ljudskog poticanja procesa u ključnim koracima modela sintetiziranja RNA, što je bila jedna od najvećih poteškoća u dosadašnjim istraživanjima abiotičkog, odnosno neživog porijekla RNA.

U novom istraživanju posebno je zanimljivo to što se ključna uloga u istraživanom procesu pripisuje boratima, mineralima za koje se ranije smatralo da ometaju prebiotičke kemijske reakcije. Borati su u novom istraživanju pokazali upravo suprotno - stabilizirali su ribozu, koja je inače vrlo nestabilna, i pomogli u važnim kemijskim koracima koji vode prema formiranju RNA. Znanstvenici su zaključili da borati nisu nedostatak ili problem na putu prema RNA, nego naprotiv – važan sastavni dio uspješnog sintetiziranja RNA u uvjetima sličnim prirodnim.

Jedan od sudionika istraživanja, Steven Benner iz Foundation for Applied Molecular Evolution, istaknuo je za Scientific American da rezultati sugeriraju kako RNA može biti "intrinzični ishod" na planetima koji imaju slične geološke uvjete kao rana Zemlja.

A to implicira "da života ima posvuda", dodao je.

Ako se još uzme u obzir da je riboza otkrivena u uzorcima koje je na asteroidu Bennu prikupila NASA-ina misija OSIRIS-REx, dolazi se do zaključka da su ključni sastojci RNA mogli biti isporučeni Zemlji izvana.

Sastojci života iz svemira

Ovaj eksperiment potkrepljuje hipotezu da RNA nije samo teorijska mogućnost već molekula koja se stvarno formira u uvjetima sličnima onima na ranoj Zemlji bez potrebe za uplitanjem čovjeka.

Ovaj rad ne dokazuje u potpunosti kako je točno nastao prvi život, ali predstavlja najbližu eksperimentalnu potvrdu do sada da je RNA svijet bio moguć početak života na Zemlji te da su prirodni procesi mogli voditi ka stvaranju prve genetičke i katalitičke molekule prije pojave DNA i proteina.