Je li život na Zemlji ‘rođen’ samo iz RNK?

Molekularni oblak u središtu galaksije mogao bi razriješiti okolnosti formiranja Sunčevog sustava te poslužiti kao model ispitivanja scenarija ‘RNK svijeta’.

Molekularni oblak kao komparativni model ispitivanja

Nitrili, klasa organskih molekula s cijano grupom – tj. atom ugljika vezan trostrukom nezasićenom vezom na atom dušika – tipično su otrovni. Međutim, paradoksalno, oni su također ključni prekursori (preteče ili prethodnici) za molekule neophodne za život, kao što su ribonukleotidi, sastavljeni od nukleobaza ili ‘slova’ A, U, C i G spojenih s ribozom i fosfatnom skupinom, koje zajedno čine RNK. U novoj studiji tim istraživača pokazao je da se širok raspon nitrila pojavljuje u međuzvjezdanom prostoru unutar molekularnog oblaka G+0,693-0,027, blizu središta Mliječne staze.

Víctor M. Rivilla, glavni autor studije, rekao je da „Ovdje pokazujemo da je kemija koja se odvija u međuzvjezdanom mediju sposobna učinkovito formirati više nitrila, koji su ključni molekularni prethodnici scenarija ‘RNK svijeta’.“

Super-Zemlje izvan nastanjive zone ipak mogu sadržavati život

‘RNK svijet’

Prema tom scenariju život na Zemlji izvorno se temeljio samo na RNK, dok su DNK i proteinski enzimi evoluirali su kasnije. RNK može ispuniti obje svoje funkcije: pohranjivanje i kopiranje informacija poput DNK i kataliziranje reakcija poput enzima. Prema teoriji ‘RNK svijeta’, nitrili i drugi građevni blokovi za život ne moraju nužno nastati na samoj Zemlji – tj. mogli su također potjecati iz svemira i do mlade Zemlje doći ‘posredstvom’ meteorita i kometa u periodu ‘bombardiranja’ prije oko 4.1 i 3.8 milijardi godina. Da ova teorija može držati vodu potvrđuju i nalazi nitrila te drugih molekula-prekursora za nukleotide, lipide i aminokiseline, koji su pronađeni unutar analiziranih kometa i meteora.

Međutim, odakle su iz svemira te molekule mogle doći? Glavni kandidati su molekularni oblaci – gusta i hladna područja međuzvjezdanog medija koja su sposobna za formiranje složenih molekula. Primjerice, molekularni oblak G+0,693-0,027 ima temperaturu od oko 100 K i promjera je otprilike tri svjetlosne godine, s masom otprilike tisuću puta većom od našeg sunca. Nema dokaza da se zvijezde trenutačno formiraju unutar G+0,693-0,027, no znanstvenici smatraju da bi oblak mogao u budućnosti evoluirati u tzv. ‘zvjezdani rasadnik’.

„Kemijski sadržaj G+0,693-0,027 sličan je onima u drugim regijama u našoj galaksiji u kojima nastaju zvijezde. Međutim, što je možda i važnije, sastav je također sličan sadržaju objekata Sunčevog sustava poput kometa. To znači da nam proučavanje ovog oblaka može dati važne uvide o kemijskim ‘sastojcima’ koji bili dostupni u maglici koja je dovela do nastanka našeg planetarnog sustava,“ zaključio je Rivilla.

Otkrića i budući izazovi ‘RNK svijet’ modela

Tim je u udaljenom oblaku otkrio nitrile cijanoalen (CH2CCHCN), propargil cijanid (HCCCH2CN), cijanopropin, cijanoformaldehid (HCOCN) te glikolonitril (HOCH2CN). Druge nedavne studije također su izvijestile o drugim prekursorima RNK unutar G+0,693-0,027 kao što su glikolaldehid (HCOCH2OH), urea (NH2CONH2), hidroksilamin (NH2OH) te 1,2-etendiol (C2H4O2), potvrđujući da je međuzvjezdana kemija u stanju osigurati najosnovnije sastojke za ‘RNK svijet’.

Zahvaljujući opažanjima tijekom proteklih nekoliko godina – uključujući nove rezultate – članovi istraživanja zaključili su da „sada znamo da su nitrili među najrasprostranjenijim kemijskim skupinama u svemiru. Našli smo ih u molekularnim oblacima u središtu naše galaksije, protozvijezdama različitih masa, meteoritima i kometima, kao i u atmosferi Titana, najvećeg Saturnovog mjeseca.“

Konačno, zaključili su da iako je otkriće nekoliko jednostavnih prekursora ribonukleotida, građevnih blokova RNK, važno i značajno „ipak još uvijek nedostaju neke ključne molekule koje je teško otkriti. Primjerice, znamo da je podrijetlo života na Zemlji vjerojatno zahtijevalo i druge molekule kao što su lipidi, odgovorni za formiranje prvih stanica. Stoga bismo se također trebali usredotočiti na razumijevanje kako se lipidi mogu formirati iz jednostavnijih prekursora dostupnih u međuzvjezdani medij.“

Kako je život uopće došao na Zemlju?

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

Víctor M. Rivilla et al., „Molecular Precursors of the RNA-World in Space: New Nitriles in the G+0.693−0.027 Molecular Cloud,“ Front. Astron. Space Sci. (2022).

Frontiers (8. srpnja 2022.), „Building blocks for RNA-based life abound at center of our galaxy,“ phys.org (pristup 9. srpnja 2022).

Alberts B. et al., „The RNA World and the Origins of Life,“ ncbi.nlm.nih.gov (pristup 9. srpnja 2022).