Питання про те, як саме виникло життя на Землі, хвилює науковців уже не одне століття. І хоча остаточної відповіді досі немає, нові дослідження поступово складають цю картину з окремих фрагментів. Один із таких фрагментів — рибонуклеїнова кислота, або РНК. Саме вона, за сучасними уявленнями, могла стати першою «мовою» життя.
На відміну від ДНК, яка має подвійну спіраль, РНК зазвичай складається з одного ланцюжка. Проте її роль у біології надзвичайно широка: вона зберігає та передає генетичну інформацію, допомагає запускати хімічні реакції в клітинах, регулює роботу молекул і навіть бере участь у копіюванні ДНК. Саме тому багато вчених вважають, що перші живі системи у Сонячній системі могли ґрунтуватися саме на РНК, а не на ДНК.
Нещодавнє дослідження під керівництвом молекулярного біолога Стівена Беннера з Фонду прикладної молекулярної еволюції показало: для утворення РНК не потрібні складні або екзотичні умови. Навпаки — вона могла з’явитися завдяки досить простій хімії на поверхні каміння ще мільярди років тому, в епоху, коли Земля лише формувалася.
Проблема в тому, що більшість тих древніх порід на нашій планеті давно зникли — їх переробили тектонічні процеси, вода й час. Але є інше місце, яке зберегло «зліпок» молодої Землі, — Марс. Червона планета приблизно 4,3 мільярда років тому була дуже схожою на ранню Землю. І головне — на її поверхні досі є вулканічні базальти, зневоднені фосфати та мінерали з бором.
Особливу увагу вчені звертають на боратні мінерали, зокрема сполуки, відомі як бура. У побуті вона відома як мийний засіб, але в доісторичній хімії могла відігравати ключову роль. РНК складається з «хребта», утвореного цукром рибозою та фосфатами. Рибоза дуже нестійка й легко руйнується, однак боратні мінерали здатні її стабілізувати, даючи змогу з’єднуватися з фосфатами й формувати ланцюжки РНК.
Дослідники припускають, що такі процеси могли відбуватися в неглибоких водоносних шарах порід — своєрідних природних реакторах, які періодично зволожувалися та висихали. Саме такі умови, на думку Беннера, були поширені на давньому Марсі навіть більше, ніж на ранній Землі, де більшість органічних сполук могла просто розчинятися та губитися в океанах.
Додаткові докази на користь «РНК-сценарію» з’явилися й завдяки дослідженню астероїда Бенну. Японські вчені виявили в зразках, доставлених місією OSIRIS-REx, рибозу та глюкозу — ключові цукри для біохімії. Це означає, що необхідні для життя молекули могли потрапити на Землю з космосу разом з астероїдами.
Важливу роль, імовірно, відігравало й базальтове скло — породи, що утворюються під час застигання лави або після ударів астероїдів. Такі поверхні могли «збирати» окремі молекули й допомагати їм об’єднуватися в довгі ланцюги РНК.
За геологічними мірками життя з’явилося на Землі досить швидко — всього через кілька сотень мільйонів років після того, як планета охолола настільки, щоб підтримувати рідку воду. Хоча багато деталей цього процесу ще залишаються загадкою, дослідження РНК дедалі більше переконують науковців: ми рухаємося у правильному напрямку.
Втім, навіть зараз залишаються складні питання. Одне з них — так звана «хіральність»: будівельні блоки РНК можуть бути «лівими» або «правими», а життя використовує лише один варіант. Чому так сталося — наука ще не знає.
«Ми ще не закінчили», — визнає Стівен Беннер. Але кожне нове відкриття наближає нас до розуміння того, як нежива матерія колись зробила перший крок до життя — на Землі, а, можливо, й на Марсі.
