Sisältö
Merkittävät todisteet osoittavat, että kaikki maapallon elämä kehittyi nykyään yhteisestä yhteisestä esi-isästä. Prosessia, jolla sitä yleistä esi-isää, joka muodostuu ei-elävästä aineesta, kutsutaan abiogeneesiksi. Kuinka tämä prosessi tapahtui, ei ole vielä täysin ymmärretty, ja se on edelleen tutkimuksen aihe. Elämän alkuperästä kiinnostuneiden tutkijoiden joukossa, ovatko proteiinit, RNA tai jokin muu molekyyli ensin, on kuuma keskustelu.
Ensin proteiinit
Kuuluisessa Urey-Miller -kokeessa tutkijat sekoittivat metaania, vettä, ammoniakkia ja vetyä yrittäessään simuloida varhaisen maan ilmapiiriä. Seuraavaksi he ampuivat sähkö kipinöitä tämän seoksen läpi salaman simuloimiseksi. Tämä prosessi tuotti aminohappoja ja muita orgaanisia yhdisteitä, mikä osoitti, että olosuhteet kuten varhaisessa maapallossa voisivat luoda aminohappoja, proteiinien rakennuspalikoita.
Mutta pääsy aminohappojen seoksesta liuoksessa ehjään, toimivaan proteiiniin aiheuttaa monia ongelmia. Esimerkiksi ajan myötä vedessä olevilla proteiineilla on taipumus hajottaa sen sijaan, että ne kokoontuvat pidempiin molekyyliketjuihin. Kysymys siitä, näyttivätkö proteiinit vai DNA ensin, on myös tuttu kana- tai muna-ongelma. Proteiinit voivat katalysoida kemiallisia reaktioita, ja DNA voi tallentaa geneettistä tietoa. Kuitenkaan kumpikaan näistä molekyyleistä ei yksin riitä elämään; DNA: n ja proteiinien on oltava läsnä.
RNA ensin
Yksi mahdollinen ratkaisu on ns. RNA World -lähestymistapa, jossa RNA eteni ennen joko proteiineja tai DNA: ta. Tämä ratkaisu on houkutteleva, koska RNA yhdistää joitain proteiinien ja DNA: n piirteitä. RNA voi katalysoida kemiallisia reaktioita samoin kuin proteiinit, ja se voi tallentaa geneettistä tietoa kuten DNA. Ja solukoneisto, joka käyttää RNA: ta proteiinin syntetisointiin, on tehty osittain RNA: sta ja luottaa RNA: hon tehtävänsä hoitamiseksi. Tämä viittaa siihen, että RNA: lla on ehkä ollut ratkaiseva rooli varhaisessa elämähistoriassa.
RNA-synteesi
Yksi RNA World -hypoteesin ongelma on kuitenkin itse RNA: n luonne. RNA on polymeeri tai nukleotidiketju. Ei ole täysin selvää, kuinka nämä nukleotidit muodostuivat tai miten ne olisivat muodostuneet muodostamaan polymeerejä varhaisissa Maan olosuhteissa.
Vuonna 2009 brittiläinen tiedemies John Sutherland ehdotti toimivia ratkaisuja ilmoittamalla laboratorionsa löytäneen prosessin, joka voisi rakentaa nukleotideja rakennuspalikoista, jotka olivat todennäköisesti varhaisessa maapallossa. On mahdollista, että tämä prosessi olisi voinut aiheuttaa nukleotideja, jotka sitten yhdistettiin reaktioilla, jotka tapahtuivat mikroskooppisten savikerrosten pinnalla.
Aineenvaihdunta ensin
Vaikka RNA-First -skenaario on erittäin suosittu elämän alkuperän tutkijoiden keskuudessa, on olemassa toinen selitys, jonka mukaan aineenvaihdunta eteni ennen RNA: ta, DNA: ta tai proteiinia. Tämä aineenvaihdunnan ensimmäinen skenaario viittaa siihen, että elämä syntyi lähellä korkeapaineisia, korkean lämpötilan ympäristöjä, kuten syvänmeren, kuuman veden tuuletusaukkoja. Nämä olosuhteet ajoivat mineraalien katalysoimia reaktioita ja antoivat rikkaan orgaanisten yhdisteiden seoksen. Näistä yhdisteistä tuli puolestaan rakennuspalikoita polymeereille, kuten proteiineille ja RNA: lle. Julkaisuhetkellä ei kuitenkaan ole tarpeeksi todisteita selittämään lopullisesti, onko aineenvaihdunta ensin vai RNA World lähestymistapa oikea.