"Мы всесторонне изучили то, при каких условиях остаются стабильными молекулы РНК и другие возможные «стройблоки» первых форм жизни на Земле. Эти расчеты указывают на то, что эти молекулы начали накапливаться и сохраняться примерно 4,33 млрд лет назад, за 130 миллионов лет до предположительного появления «Луки», общего предка всех современных форм жизни", – говорится в работе.
Термином LUCA (Last Universal Common Ancestor, или Последний универсальный общий предок) ученые называют популяцию древнейших одноклеточных организмов, от которых миллиарды лет назад в процессе эволюции произошло абсолютно все живое на планете – от бактерий и растений до человека.
Он не являлся самым первым существом на Земле, а развился в результате долгой химической эволюции "РНК-мира", вытеснив остальные параллельные биологические ветви, которые полностью вымерли.
По мнению биологов, LUCA существовал в горячей, бескислородной среде глубоководных гидротермальных источников.
К этому результату ученые под руководством старшего научного сотрудника Планетологического института (США) Олега Абрамова пришли с помощью серии виртуальных экспериментов на модели ранней Земли. В компьютерной реконструкции были воспроизведены химия катархея (4–4,54 млрд лет назад), особенности геологии и космическое окружение планеты.
Моделирование позволило оценить влияние ключевых событий, включая столкновение с протоспутником Луны и эпизоды интенсивного бомбардирования астероидами и кометами, на обитаемость Земли. По расчетам, в первые 140 млн лет поверхность планеты многократно "стерилизовалась" и оставалась непригодной для возникновения РНК-жизни.
Затем в течение примерно 70 млн лет геологическая обстановка стабилизировалась, открыв окно возможностей для появления и поддержания самокопирующихся биосистем. Оптимальный интервал пришелся на ~4,33 млрд лет назад – спустя около 210 млн лет после формирования Земли и примерно за 130 млн лет до зарождения первых белковых организмов.
Авторы отмечают, что "РНК-мир" был относительно кратковременным, а привычная белково-ДНК-жизнь возникла после сравнительно короткой химической эволюции при появлении подходящих условий. Этот вывод существенно корректирует представления о путях зарождения жизни на Земле и на других потенциально обитаемых планетах.
О роли РНК в эволюции жизни
Согласно гипотезе "РНК-мира", древнейшие организмы устроены иначе, чем их потомки: функции белков и ДНК в них выполняли молекулы РНК. Они одновременно хранили генетическую информацию и ускоряли ключевые химические реакции.
Позднее эти роли разделили два различных класса молекул, и причины такого перехода пока остаются неясными. В последние годы биологи и химики активно тестируют короткие РНК и альтернативные "буквы" ДНК, пытаясь в лаборатории смоделировать зарождение жизни и выяснить, что подтолкнуло древних обитателей к новой системе хранения и записи информации.
