Коли на Землі могло вперше виникнути життя? Вчені змоделювали мільярд років історії планети й отримали несподівану відповідь: приблизно 4,33 мільярда років тому могли скластися особливо сприятливі умови для хімії, яка передувала появі перших біологічних систем.
На той час Земля була зовсім не схожа на знайому нам планету. Її поверхню регулярно бомбардували астероїди, комети та уламки, що залишилися після формування планети.
Потужні удари виділяли величезну кількість тепла. Настільки велику, що окремі ділянки земної кори могли буквально стерилізуватися, а складні молекули, необхідні для зародження життя, — руйнуватися.
Для появи перших біологічних систем цього було недостатньо просто пережити один удар. Потрібен був тривалий період стабільності, протягом якого складні молекули могли утворюватися, не руйнуватися знову і взаємодіяти між собою. Саме цей момент і спробували відшукати дослідники.
Вчені створили тривимірну комп’ютерну модель, яка відтворювала вплив космічного бомбардування на Землю приблизно між 4,5 та 3,5 мільярда років тому. Дослідники врахували, як удари нагрівали земну кору, а потім порівняли результати з температурними межами, за яких можуть зберігатися молекули, важливі для передбіологічної хімії.
Особливу увагу команда приділила так званому «світу РНК» — гіпотезі, згідно з якою ранні форми життя могли використовувати РНК ще до появи сучасної системи, заснованої на ДНК.
РНК цікава тим, що здатна не лише зберігати генетичну інформацію, а й виконувати певну хімічну роботу. Тому її часто розглядають як одного з можливих кандидатів на роль основи найперших біологічних систем.
Результати моделювання показали, що глобальні події, здатні стерилізувати значну частину поверхні, могли тривати приблизно до 4,4 мільярда років тому. А потім ситуація поступово змінилася.
Кількість потужних ударів зменшувалася, і в земній корі почали з’являтися ділянки, які вже не встигали знову нагріватися до небезпечних температур. Цікаво, що астероїдні удари могли не лише заважати появі життя. Вони також могли створювати умови для нього.
Після зіткнення розпечені та роздроблені породи могли пропускати воду. Вода, проходячи через гарячі тріщини в корі, формувала гідротермальні системи, де одночасно були вода, тепло та хімічні джерела енергії. Саме такі середовища давно розглядають як потенційні місця для виникнення реакцій, які передували життю.
У результаті дослідники отримали своєрідний парадокс: космічне бомбардування могло одночасно знищувати необхідні для життя молекули й створювати середовища, де вони могли виникати.
Модель показала, що приблизно 4,4–4,3 мільярда років тому могла сформуватися комбінація умов, достатньо сприятлива для ранньої передбіологічної хімії. А близько 4,33 мільярда років тому умови могли бути особливо сприятливими. Важливо, однак, не сприймати цю дату як момент народження життя.
Дослідники не стверджують, що саме 4,33 мільярда років тому на Землі вже існували перші живі організми. Йдеться лише про період, коли навколишнє середовище могло стати достатньо стабільним для тривалого перебігу хімічних процесів, які потенційно могли привести до появи життя.
Є ще одна цікава деталь. Приблизно 4,25 мільярда років тому більше половини змодельованого об’єму земної кори вже припадало на ділянки, які не зазнавали повторної повної стерилізації.
Тобто Земля поступово переходила від світу, де кожен великий удар міг «обнулити» хімічну еволюцію, до планети, де складні молекули отримували дедалі більше часу для розвитку. І це змінює уявлення про найперші етапи історії життя.
Можливо, головною умовою для його появи була не одна конкретна подія, а момент, коли Земля нарешті перестала постійно натискати кнопку перезавантаження. А якщо модель правильна, це сталося неймовірно давно — лише через кілька сотень мільйонів років після формування самої планети.