Оптимальный период для возникновения предполагаемого «мира РНК» на Земле пришёлся примерно на 4,33 млрд лет назад. К такому выводу пришли учёные, смоделировавшие влияние крупных столкновений космических тел на раннюю планету. Результаты исследования опубликованы во вторник, 22 сентября, в журнале Nature Communications.
По расчётам специалистов, подходящие условия могли сформироваться уже около 4,4 млрд лет назад, когда интенсивная бомбардировка Земли астероидами, кометами и другими остатками формирования планет в основном прекратилась. До этого столкновения с телами размером в сотни километров могли полностью расплавлять земную кору, испарять океаны и вызывать резкие перепады температур. Поверхность также подвергалась постоянному воздействию раскалённых обломков и дождей из паров горных пород.
После стабилизации обстановки в приповерхностной коре начали возникать скопления гидротермальных источников. Они могли концентрировать необходимые для РНК компоненты: нуклеотиды, короткие цепочки аминокислот — пептиды — и жироподобные соединения, называемые липидами. Именно этот период исследователи считают наиболее благоприятным для появления ранних форм жизни.
Учёные из Института планетарных наук в Аризоне построили компьютерную модель внутреннего строения Земли и проследили, как гигантские удары в период от 4,5 до 3,5 млрд лет назад меняли состояние коры и пригодность планеты для жизни. «Мы создали модель бомбардировки, основанную на наблюдаемых данных, таких как лунная летопись кратеров», — сообщил первый автор работы, старший научный сотрудник Олег Абрамов. По его словам, модель учитывала как разрушительное воздействие ударов на биомолекулы из-за нагрева, так и возможное появление гидротермальных систем.
«Эти критерии указывают, что Земля стала подходящей для мира РНК между 4,4 и 4,3 миллиарда лет назад, а оптимальные условия сложились примерно 4,33 миллиарда лет назад», — сказал Абрамов. Полученная оценка точнее прежних расчётов, которые допускали начало этого этапа в диапазонах от 4,46 до 4,26 млрд лет назад и от 4,45 до 3,9 млрд лет назад. Как уточнил учёный в комментарии Live Science, новый диапазон значительно уже, хотя соответствует прежним оценкам около 4,35 млрд лет.
«Мир РНК» — это гипотетический этап до появления последнего универсального общего предка всех современных организмов, известного как LUCA. РНК, или рибонуклеиновая кислота, могла тогда одновременно хранить наследственную информацию и воспроизводить себя, а позднее эволюционировать в систему с белками и затем в более стабильную ДНК. Между наиболее благоприятным периодом мира РНК и появлением LUCA, которое относят примерно к 4,2 млрд лет назад, могло пройти около 130 млн лет, однако из-за неопределённости в датировках этот промежуток способен достигать 240 млн лет; продолжительность самого мира РНК исследование не установило.