Kyselina ribonukleová (RNA), která byla pravděpodobně prvním genetickým materiálem pro život, se spontánně tvoří na čedičovém lávovém skle, oznámili vědci z Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci. Takové sklo bylo na Zemi časté před 4,35 miliardy let, tedy právě v době, kdy tu život podle důkazů vznikal. A podobné materiály dodnes existují na Marsu.
Základy života na Zemi mohly vznikat na lávě. Vědci podmínky napodobili v laboratoři
„Vědci, kteří zkoumají vznik života, se v posledních letech ocitli na křižovatce,“ poznamenal jeden z autorů studie Steven Benner. „Zabývají se klasickými otázkami se složitými chemickými schématy, které ale vyžadují náročnou chemii prováděnou zkušenými chemiky,“ vysvětlil Benner. „Ale právě kvůli složitosti této chemie není snadné vysvětlit, jak život na Zemi vlastně vznikl.“
Ve své studii Benner zvolil jednodušší přístup. Vědci se v ní podívali na podmínky, které na tehdejší Zemi panovaly, a v laboratoři je napodobili. Zjistili, že v tomto prostředí vznikají dlouhé molekuly RNA o délce sto až dvě stě nukleotidů, když nukleosidtrifosfáty nedělají nic jiného, než že prosakují čedičovým sklem.
„Čedičové sklo bylo v té době na Zemi úplně všude,“ zdůrazňuje Stephen Mojzsis, který se na studii rovněž podílel. „Několik set milionů let po vzniku Měsíce se na naší tehdy mladé planetě díky častým nárazům vesmírných těles spojených s vulkanismem tvořila roztavená čedičová láva, která byla zdrojem čedičového skla. Dopady také vypařily vodu, a daly tak vzniknout suché zemi, která zase poskytla vrstvy, v nichž mohla vzniknout RNA,“ popisuje Mojzsis.
Stejné impakty přinesly také řadu důležitých látek, které jsou pro vznik těchto základních stavebních kamenů života zásadní. Navíc přechodně obohatily atmosféru svými kovovými železo-niklovými jádry. V takových atmosférách vznikají báze RNA, jejichž sekvence uchovávají genetickou informaci.
Jednoduchost i další otázky
„Krása tohoto modelu spočívá v jeho jednoduchosti. Mohou ho testovat středoškoláci v hodinách chemie,“ řekl Jan Špaček z CEITECu, který se na této studii nepodílel, ale vyvíjí přístroj na detekci cizích genetických polymerů na Marsu. „Smícháme jen přísady, počkáme několik dní a detekujeme RNA.“
Práce badatelů z Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci dokázala popsat celou cestu, jak se z látek, jež se před miliardami let nacházely na Zemi, mohly stát molekuly RNA natolik složité, že mohly podporovat darwinovskou evoluci.
„Důležité otázky ale zůstávají,“ upozorňuje Benner. „Stále nevíme, jak se stalo, že všechny stavební bloky RNA mají stejný tvar, což je vztah známý jako homochiralita.“ Stejně tak vazby mezi nukleotidy mohou být v materiálu syntetizovaném na čedičovém skle proměnlivé. Jak důležité jsou tyto otázky a jak moc mohou odlišné odpovědi narušit tyto modely, vědci zatím nevědí.
Mars má potřebné horniny
Tento výzkum má zásadní dopady i na výzkum Marsu, protože stejné minerály, skla a impakty se vyskytovaly v té době i na čtvrté planetě sluneční soustavy. Na Marsu ale nedošlo ke kontinentálnímu driftu a deskové tektonice, které pohřbily většinu hornin ze Země starších než čtyři miliardy let. Na Marsu takové horniny zůstaly na povrchu.
Nedávné mise na rudou planetu nalezly všechny potřebné horniny, jež by byly pro výše popsané reakce potřebné.
„Pokud život vznikl na Zemi touto jednoduchou cestou, pak pravděpodobně vznikl i na Marsu,“ dodal Benner. „O to důležitější je hledat život na Marsu co nejdříve,“ uzavřel.