Условия на Марсе были подходящими для образования молекул РНК

Перспективы формирования древней жизни на Марсе стали немного более вероятными. Ученые определили, что в далеком прошлом планеты, условия могли быть как раз подходящими для образования молекул РНК.

Если бы это было так, жизнь могла бы сформироваться на Марсе в соответствии с гипотезой РНК-Мира — идеей, что РНК предшествует ДНК, в которой наша генетическая информация преимущественно хранится сегодня, шаг в сложном эволюционном процессе.

Исследование было загружено на сервер предварительной печати bioRxiv и еще не рецензировано, но это захватывающий шаг вперед в нашем понимании потенциальной или прошлой жизни на Красной планете.

Когда дело доходит до поиска конкретных следов жизни на Марсе, наши возможности ограничены расстоянием, что, в свою очередь, ограничивает технологии, которые мы можем использовать для изучения Марса. Но одна из вещей, которые мы можем сделать, это попытаться собрать воедино геохимическую историю Красной планеты, чтобы определить, был ли Марс по крайней мере гостеприимным к жизни.

Мир РНК — широко распространенный гипотетический сценарий развития жизни здесь, на Земле. Он предлагает, что одноцепочечная РНК (рибонуклеиновая кислота) развивалась до двухцепочечной ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота).

РНК является самореплицирующейся, способной катализировать клеточные химические реакции и способной хранить генетическую информацию. Но несколько более хрупка, чем ДНК — поэтому, когда появилась ДНК, согласно гипотезе, РНК была замещена.

Но для формирования РНК, в первую очередь, необходимы определенные геохимические условия. Чтобы определить, могли ли эти молекулы образоваться на Марсе, команда исследователей во главе с ученым-планетологом Анхелем Мохарро из Массачусетского технологического института смоделировала геохимические условия Марса 4 миллиарда лет назад, основываясь на нашем понимании его геохимии сегодня.

«В этом исследовании мы объединяем орбитальные наблюдения Марса и моделирование его ранней атмосферы с растворами, содержащими диапазон pH и концентраций пребиотически значимых металлов, охватывающих различные возможные водные среды», — пишут исследователи в своей статье.

«Затем мы экспериментально определяем кинетику деградации РНК, вызванной катализируемым металлом гидролизом, и оцениваем, мог ли ранний Марс быть благоприятным для накопления долгоживущих полимеров РНК».

На Марсе сейчас нет жидкой воды на поверхности, но геологические данные, полученные различными миссиями, позволяют предположить, что она была, давным-давно.

Итак, Мохарро и его команда создали решения из нескольких металлов, которые, как считается, важны для появления жизни в пропорциях, наблюдаемых в марсианской грязи — железо, магний и марганец — и различных кислот, также наблюдаемых на Марсе. Они копировали ряд марсианских сред, которые, как мы считаем, когда-то были довольно влажными.

Затем команда внесла генетические молекулы в различные растворы, чтобы увидеть, сколько времени понадобилось РНК для разложения.

Они обнаружили, что РНК была наиболее стабильной в слабокислых водах — pH около 5,4 — с высокой концентрацией ионов магния. Среды, которые поддерживали бы эти условия, были бы марсианскими вулканическими базальтами.

Конечно, эти результаты не являются убедительным доказательством того, что РНК развивалась на Марсе, тем более что геохимия — это предположение (очень обоснованное предположение, но все же предположение). Однако результаты показывают, что эти условия могли существовать на Марсе, поэтому мы не можем исключить гипотезу мира РНК как марсианского эволюционного пути.

«Дальнейшая работа необходима для ограничения состава теоретических вод Марса в отношении механизмов, в которых возможно накопление металлов до пребиотически значимых концентраций», — пишут исследователи в своей статье.

«Работа, представленная здесь, подчеркивает важность металлов и pH, полученных из различных составов коренных пород и гипотетических атмосферных условий, для стабильности РНК… [и] способствует нашему пониманию того, как геохимические среды могли повлиять на стабильность потенциального мира РНК на Марсе».

Документ команды доступен на сервере предварительной печати bioRxiv.

Источники: Фото: NASA/JPL-Caltech