Juni 29, 2022

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Wissenschaftler verkünden einen Durchbruch bei der Bestimmung des Ursprungs des Lebens auf der Erde – und möglicherweise auf dem Mars

Wissenschaftler verkünden einen Durchbruch bei der Bestimmung des Ursprungs des Lebens auf der Erde – und möglicherweise auf dem Mars

Bildnachweis: Pixabay/CC0 Public Domain

Wissenschaftler der Foundation for Applied Molecular Evolution gaben heute bekannt, dass sich RNA, ein Analogon der DNA, das wahrscheinlich das erste genetische Material des Lebens war, spontan auf Basaltlavaglas bildet. Dieses Glas war vor 4,35 Milliarden Jahren auf der Erde reichlich vorhanden. Basalte, die diesen alten Zeiten ähneln, leben heute auf dem Mars.


Gesellschaften, die studieren die Ursprünge des Lebens Sie sind in den letzten Jahren auseinandergegangen“, bemerkte Stephen Benner, Co-Autor der Studie, die online in der Zeitschrift erschienen ist Astrobiologie.

„Eine Gesellschaft greift klassische Fragen mit komplexen chemischen Schemata auf, die schwierige Chemie von erfahrenen Chemikern erfordern“, erklärte Benner. Ihre schöne Handwerkskunst wird in Markenzeitschriften wie z Natur temperieren Und die Wissenschaften. „Doch gerade wegen der Komplexität dieser Chemie lässt sich nicht erklären, wie das Leben auf der Erde tatsächlich entstanden ist.

Im Gegensatz dazu verfolgt das Grundlagenstudium einen einfacheren Ansatz. Die von Elisa Biondi geleitete Studie zeigte, dass sich lange RNA-Moleküle mit einer Länge zwischen 100 und 200 Nukleotiden bilden, wenn Nukleosidtriphosphate nichts anderes tun, als durch Basaltglas zu filtern.

„Basaltisches Glas war damals überall auf der Erde“, kommentierte Stephen Mogesses, ein Geowissenschaftler, der ebenfalls an der Studie beteiligt war. „Mehrere hundert Millionen Jahre nach der Entstehung des Mondes bildeten wiederholte Einschläge in Kombination mit der Fülle von Vulkanen auf dem jungen Planeten geschmolzene Basaltlava, die Quelle des Basaltglases. Die Einschläge verdampften auch Wasser, um trockenes Land zu schaffen und Grundwasserleiter bereitzustellen, wo RNA kann Formular. .“

Die gleichen Effekte führten auch zur Produktion von Nickel, von dem das Team zeigte, dass es Nukleosidtriphosphaten ein Nukleosid und aktiviertes Phosphat gibt, das auch in Lavaglas vorkommt. Borat (wie in Borax), ebenfalls aus Basalt, steuert die Bildung von denen von Triphosphat.

Die gleichen Einflüsse, die das Glas formten, reduzierten auch vorübergehend die Atmosphäre durch seinen Eisen-Nickel-Metallkern. RNA-Basen, deren Sequenz gespeichert wird genetische InformationEs wird in einer solchen Atmosphäre gebildet. Das Team zeigte zuvor, dass Nukleoside durch eine einfache Reaktion zwischen Ribosephosphat und RNA-Basen gebildet werden.

„Das Schöne an diesem Modell ist seine Einfachheit. Es kann von Gymnasiasten im Chemieunterricht getestet werden“, sagt Jan Abschek, der an dieser Studie nicht beteiligt war, aber ein Werkzeug zur Entdeckung außerirdischer genetischer Polymere auf dem Mars entwickelt hat. „Mische die Zutaten, warte ein paar Tage und finde die RNA heraus.“

Dieselben Steine ​​lösen andere Ungereimtheiten bei der Herstellung von RNA auf einem Weg, der von einfachen organischen Molekülen bis zur ersten RNA reicht. „Zum Beispiel treibt Borat die Bildung von Ribose an, ‚R‘ in RNA“, fügte Benner hinzu. Dieser Weg beginnt bei einfachen Kohlenhydraten, die sich in der Atmosphäre über der Urerde „nicht hätten bilden können“. Sie werden durch CO2 stabilisiert. Vulkanischer Schwefel, dann regnet es auf die Oberfläche, um Reservoire organischer Mineralien zu bilden.

Somit vervollständigt diese Arbeit einen Weg, der RNA aus kleinen organischen Molekülen produziert, die mit ziemlicher Sicherheit in der frühen Erde existierten. Ein geologisches Modell geht von einem Kohlenstoffmolekül und zwei Molekülen aus, um RNA-Moleküle zu erhalten, die lang genug sind, um die darwinistische Evolution zu unterstützen.

„Wichtige Fragen bleiben“, warnt Beiner. „Wir wissen immer noch nicht, wie alle Bausteine ​​der RNA dazu gekommen sind, dieselbe allgemeine Form zu haben, eine Beziehung, die als Homochiralität bekannt ist.“ In ähnlicher Weise können die Bindungen zwischen Nukleotiden in basaltischen Zusammensetzungen variabel sein Glas. Dieser Import ist unbekannt.

Der Mars ist für diese Ankündigung sehr relevant, da die gleichen Mineralien, Schauspiele und Einflüsse in jenen alten Zeiten auch auf dem Mars vorhanden waren. Der Mars litt jedoch nicht Kontinentalverschiebung Und die tektonischen Platten die vor mehr als 4 Milliarden Jahren die meisten Gesteine ​​der Erde begruben. So bleiben die Felsen von Zeit zu Zeit auf dem Mars. Jüngste Missionen zum Mars haben alle notwendigen Gesteine ​​gefunden, einschließlich Borate.

„Wenn das Leben auf diesem einfachen Weg auf der Erde erschienen ist, ist es auch möglich, dass es auf dem Mars erschienen ist“, sagte Benner. Dies erhöht die Wichtigkeit, so schnell wie möglich nach Leben auf dem Mars zu suchen. “


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Mehr Informationen:
Craig A. Jerome et al., Catalytic Synthesis of Polyribonucleic Acid on Prebiotic Rock Glass, Astrobiologie (2022). DOI: 10.1089/ast.2022.0027

Hyo-Joong Kim et al, Selektive präbiotische selektive Synthese von kanonischen Purin- und Nicht-Pyrimidin-Nukleotiden aus Kernbasen und phosphorylierten Kohlenhydraten, Proceedings of the National Academy of Sciences (2017). DOI: 10.1073/pnas.1710778114

Hyo-Joong Kim et al, Präbiotische Synthese kanonischer Pyrimidin- und Purin-Ribonukleotide, Astrobiologie (2019). DOI: 10.1089/ast.2018.1935

Bereitgestellt von der Foundation for Applied Molecular Evolution

das ZitatWissenschaftler verkünden Durchbruch bei der Bestimmung des Ursprungs des Lebens auf der Erde – und möglicherweise auf dem Mars (2022, 3. Juni) Abgerufen am 3. Juni 2022 von https://phys.org/news/2022-06-scientists-breakthrough-life-earthhand- Mars. Programmiersprache

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