دانشمندان "نقطه شیرین" را برای مراحل اولیه زندگی روی زمین شناسایی کردند که قبل از LUCA، جد همه موجودات زنده بود.

دانشمندان یک "نقطه شیرین" را در گذشته عمیق زمین شناسایی کرده اند، زمانی که شرایط برای برقراری مرحله اولیه پیشنهادی حیات - مرحله ای به نام جهان RNA - بهینه بود.

محققان در مطالعه ای که روز سه شنبه (22 سپتامبر) در مجله Nature Communic منتشر شد، گزارش دادند که این نقطه شیرین 4.33 میلیارد سال پیش بود، اگرچه زمین ممکن است در اوایل 4.4 میلیارد سال پیش برای جهان RNA مناسب شده باشد، با توجه به اینکه بمباران شدید توسط سیارک ها، دنباله دارها و دیگر بقایای سنگی تشکیل سیاره تا آن زمان تا حد زیادی متوقف شده بود.

اولگ آبراموف، نویسنده اول مطالعه، دانشمند ارشد موسسه علوم سیاره ای مستقر در آریزونا، در ایمیلی به لایو ساینس گفت: یافته ها تخمین دقیق تری از شروع جهان RNA نسبت به مطالعات قبلی بر اساس مدل سازی ژئوشیمیایی، تجزیه و تحلیل بیومولکولی و شبیه سازی های شیمی اولیه اتمسفر ارائه می دهد.

آبراموف توضیح داد: "زمان بندی با تخمین های قبلی تقریبا 4.35 میلیارد سال پیش مطابقت دارد، اما دامنه عدم قطعیت ما به طور قابل توجهی باریک تر است."

دنیای RNA یک زمان فرضی در تاریخ زمین قبل از ظهور آخرین جد مشترک جهانی (LUCA) است، میکروبی که همه موجودات زنده روی زمین از آن فرود می آیند. RNA یا اسید ریبونوکلئیک یک مولکول تک رشته ای است که از نظر ساختاری شبیه DNA است و عملکردهای حیاتی را در سلول های زنده انجام می دهد. دانشمندان فکر می کنند که دنیای RNA مقدم بر ظهور DNA بوده است. در آن دوران اولیه، RNA ماده تکثیر کننده اولیه بود که اطلاعات ژنتیکی را با کپی کردن خود به طور مستقل در بین نسل‌های شکل‌های حیات پایه حمل می‌کرد.

RNA مدتی قبل از ظهور LUCA به پسر عموی شیمیایی پایدارتر خود، DNA، تکامل یافت. دانشمندان بر این باورند که جهان RNA ابتدا به یک دنیای RNA و پروتئین تبدیل شد و سپس DNA در دو مرحله مجزا به نام‌های دنیای U-DNA و T-DNA ظاهر شد.

آبراموف گفت در حالی که محققان سناریوهای جایگزین و ترکیبی را برای ظهور حیات بر روی زمین پیشنهاد کرده اند، جهان RNA یک فرضیه اصلی است. برای تعیین اینکه چه زمانی ممکن است وجود داشته باشد، او و همکارانش یک مدل کامپیوتری از داخل زمین ساختند که شبیه‌سازی می‌کرد که چگونه برخوردهای غول‌پیکر روی سطح سیاره بین 4.5 تا 3.5 میلیارد سال پیش بر شرایط پوسته و سازگاری کلی زمین با حیات تأثیر می‌گذاشت.

آبراموف گفت: «ما یک مدل بمباران ضربه‌ای ساختیم که توسط موارد مشاهده‌ای مانند ثبت گودال ماه محدود شده بود. ما هر دو اثرات مضر اثرات، مانند تخریب مولکول‌های زیستی کلیدی ناشی از دما، و اثرات مساعد برای حیات، مانند تولید سیستم‌های گرمابی را بررسی کردیم.

این مدل نشان داد که صخره‌های فضایی با عرض صدها مایل - مرتبه‌ای بزرگ‌تر از سیارکی که دایناسورها را کشت، اما بسیار کوچک‌تر از برخوردکننده‌ای که ماه را ایجاد کرد - تا 4.4 میلیارد سال پیش به زمین برخورد کردند و سطح آن را عقیم کردند. آبراموف گفت که حیات نمی توانست از چنین بمباران شدیدی که احتمالا باعث ذوب گسترده پوسته، تبخیر اقیانوس ها، شیب شدید دما در پوسته و بارش های مداوم مواد سوزان و باران سنگ-بخار در سطح شد، جان سالم به در ببرد.

با این حال، شرایط پس از 4.4 میلیارد سال پیش تثبیت شد. آبراموف گفت و در نتیجه، خوشه های دریچه گرمابی در پوسته نزدیک به سطح ظاهر شدند که مواد تشکیل دهنده RNA از جمله نوکلئوتیدها، زنجیره های اسید آمینه کوتاه به نام پپتیدها و ترکیبات چربی مانند معروف به لیپیدها را متمرکز می کردند.

داستان های مرتبط

"RNA می تواند کارهایی را انجام دهد که قبلا هرگز ندیده ایم": مطالعه جدید فرضیات مربوط به آنچه RNA در طلوع زندگی انجام می شد به چالش می کشد.

دانشمندان اولین شواهد مستقیمی را کشف کردند که نشان می‌دهد تکه‌هایی از «پرتو-زمین» ممکن است امروز زنده بمانند

دانشمندی به طور تصادفی با "ساختارهای چروک" عجیب و غریب باستانی در مراکش برخورد کرد که نباید وجود داشته باشد.

او گفت: «این معیارها نشان می‌دهد که زمین بین 4.4 تا 4.3 میلیارد سال پیش برای یک جهان RNA مناسب شده است، با شرایط بهینه تقریبا 4.33 میلیارد سال پیش.

نتایج نشان می‌دهد که بین دوران شکوفایی جهان RNA و ظهور LUCA، که دانشمندان فکر می‌کنند حدود 4.2 میلیارد سال پیش زندگی می‌کرده، تقریبا 130 میلیون سال فاصله وجود داشته است. آبراموف خاطرنشان کرد، با این حال، هنوز عدم قطعیت های زیادی در مورد هر دو رویداد وجود دارد، بنابراین فاصله زمانی ممکن است به 240 میلیون سال برسد.

او گفت: "مدت زمان جهان RNA بسیار نامشخص است و مطالعه ما به صراحت آن را محدود نکرده است."