HUN-REN-kutatók szerint 4,35 milliárd éve válhattak tartóssá az élet kialakulásához szükséges feltételek

A hadeikumi Föld becsapódások által formált termikus környezetének modellezésével határozta meg az élet kialakulásához szükséges tartósan kedvező feltételek megjelenését egy nemzetközi kutatócsoport, amelyben a HUN-REN Csillagászati és Földtudományi Kutatóközpont (HUN-REN CSFK) munkatársai is részt vettek.

A HUN-REN CSFK közleménye szerint az amerikai Bolygótudományi Intézet (Planetary Science Institute) vezető kutatója, Oleg Abramov vezetésével végzett interdiszciplináris kutatás azt vizsgálta, mikor és hol válhattak tartósan kedvezővé a körülmények az élet, különösen az RNS-világ kialakulásához a korai, hadeikumi kéregben. A vizsgálat a biológia mellett a geológia, a kémia és a csillagászat eredményeire támaszkodott.

A korai Föld környezete

Az RNS-világ valószínűleg a hadeikumban kezdődött, amely a Föld történetének első geológiai korszaka volt, a bolygó 4,6 milliárd évvel ezelőtti kialakulásától az archaikum kezdetéig, körülbelül 4,0 milliárd évvel ezelőttig tartott.

Különösen ennek az időszaknak a korai szakaszát jellemezték az üstökösök, a megmaradt planetezimálok és az aszteroidák becsapódásai. Nagyjából 4,51 milliárd évvel ezelőtt történhetett a Hold kialakulásához vezető óriási becsapódás is, amely szigorú határt szab az élet megjelenésének, mivel a kéreg teljes megolvadását (és ezáltal sterilizációját) eredményezte.

A becsapódások gyakoriságának, valamint a köpeny fokozatosan csökkenő hőmérsékletének vizsgálata bepillantást nyújt a hadeikumi Föld környezetébe, ez lehet az első lépés az élet eredetének megértéséhez. Oleg Abramov és csapata – a bajor földtudományi intézet (Bayerisches Geoinstitut), a HUN-REN CSFK és a Lengyel Tudományos Akadémia (Polska Akademia Nauk) kutatói – elsősorban a hőmérséklet szerepére összpontosítottak. Kísérletet tettek arra, hogy meghatározzák azt az időpontot, amikor a prebiotikus kémia nem csupán lehetségessé vált, hanem elég ideig fenntarthatóvá is ahhoz, hogy az RNS-világ kialakulhasson és fejlődhessen.

Az élet kialakulásának optimális pontja

A kutatás során a szakemberek azt vizsgálták, hogyan változik a hadeikumi kéreg azon térfogata, amelyet már soha többé nem sterilizálnak a becsapódások. A kutatók szerint 4,4 milliárd évvel ezelőtt a Föld még nem volt alkalmas a tartós biokémiára. Később azonban a meteoritbombázás alábbhagyott, és olyan energiadús, hidrotermális környezetek alakulhattak ki, amelyek optimálisak voltak az élet kialakulásához.

Ezek az energiadús oázisok 4,35 milliárd évvel ezelőttre már lehetővé tették a biomolekulák – köztük az RNS, a DNS és az RNS-peptid komplexek – stabil megőrzését. Ez az időszak jelenthette az élet kialakulásának optimális pontját, és annak az evolúciónak a kiindulópontját, amely végül az Utolsó Közös Őshöz (Last Universal Common Ancestor – LUCA) vezetett. A LUCA a földi élet családfájának az a legalsó közös pontja, amelyből az összes ma élő szervezet kifejlődött.

A kutatás rávilágít, hogy az első RNS-alapú életformáktól a modern baktériumokhoz hasonló komplex rendszerek kialakulásáig mindössze körülbelül 150 millió év telt el.

A vizsgálat eredményei új betekintést nyújtanak a bolygónk korai történetébe, és segítenek pontosabban megérteni azokat a geológiai és kémiai folyamatokat, amelyek az élet megjelenését lehetővé tették.