HUN-REN CSFK: modellezték a kutatók, mikor alakulhatott ki az élet a korai Földön

A HUN-REN CSFK szerdai közleménye szerint az amerikai Bolygótudományi Intézet (Planetary Science Institute) vezető kutatója, Oleg Abramov vezetésével végzett interdiszciplináris kutatás - amely a biológia mellett a geológia, a kémia és a csillagászat eredményeire támaszkodik - azt vizsgálta, mikor és hol válhattak tartósan kedvezővé a körülmények az élet, különösen az RNS-világ kialakulásához a korai, hadeikumi kéregben.

Mint írták, az RNS-világ (és ezáltal az élet) valószínűleg a hadeikumban kezdődött, amely a Föld történetének geológiai időskáláján az első korszak volt, a bolygó 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulásától az archaikum kezdetéig, körülbelül 4,0 milliárd évvel ezelőttig tartott.

Különösen ennek az időszaknak a korai szakaszát jellemezték az üstökösök, a megmaradt planetezimálok és az aszteroidák becsapódásai. Nagyjából 4,51 milliárd évvel ezelőtt történhetett a Hold kialakulásához vezető óriási becsapódás is, amely szigorú határt szab az élet megjelenésének, mivel a kéreg teljes megolvadását (és ezáltal sterilizációját) eredményezte.

A becsapódások gyakoriságának, valamint a köpeny fokozatosan csökkenő hőmérsékletének vizsgálata bepillantást nyújt a hadeikumi Föld környezetébe, ez lehet az első lépés az élet eredetének megértéséhez.

Oleg Abramov és csapata - a bajor földtudományi intézet (Bayerisches Geoinstitut), a HUN-REN CSFK és a Lengyel Tudományos Akadémia (Polska Akademia Nauk) kutatói - elsősorban a hőmérséklet szerepére összpontosítottak. Kísérletet tettek arra, hogy meghatározzák azt az időpontot, amikor a prebiotikus kémia nem csupán lehetségessé vált, hanem elég ideig fenntarthatóvá is ahhoz, hogy az RNS-világ kialakulhasson és fejlődhessen.

A fő fókusz az volt, hogyan változik a hadeikumi kéreg azon térfogata, amelyet már soha többé nem sterilizálnak a becsapódások:

vagyis, ha az élet létrejön benne, az túlélhet, fejlődhet és elterjedhet. Egy másik fontos kérdés pedig az volt, hogy ezek a becsapódások lehetnek-e pozitív hatással is az élet kialakulására.

A kutatás eredményei arra utalnak, hogy 4,4 milliárd évvel ezelőtt a Föld még nem volt alkalmas a tartós biokémiára. Később azonban a meteoritbombázás alábbhagyott, és olyan energiadús, hidrotermális környezetek alakulhattak ki, amelyek optimálisak voltak az élet kialakulásához. Ezek energiadús oázisok lehettek a szerves szintézis számára, és 4,35 milliárd évvel ezelőttre már a biomolekulák - köztük az RNS, a DNS és az RNS-peptid komplexek - stabil megőrzése is valószínűvé vált. Ez az időszak jelenthette az élet kialakulásának optimális pontját, és annak az evolúciónak a kiindulópontja, amely végül az Utolsó Közös Őshöz (Last Universal Common Ancestor - LUCA) vezetett.

A LUCA a földi élet családfájának az a legalsó közös pontja, amelyből az összes ma élő szervezet (a baktériumok, a növények, az állatok és az ember is) kifejlődött.

Mivel a legfrissebb molekuláris óra-elemzések a LUCA megjelenését 4,09-4,33 milliárd évvel ezelőttre teszik, a kutatás rávilágít, hogy az első RNS-alapú életformáktól a modern baktériumokhoz hasonló komplex rendszerek kialakulásáig mindössze körülbelül 150 millió év telt el.