Życie mogło powstać w lodzie?

25-09-2010 14:12

powstanie życia · replikacja RNA · rybozymy · kieszenie lodowe · Philipp Holliger · Laboratory of Molecular Biology

Naukowcy powoli zgłębiają tajemnicę powstania życia, a kolejne eksperymenty pokazują, jak mogło się ono tworzyć i powielać w środowisku podmorskich gorących źródeł. Ale angielscy uczeni pokazali, że równie dobrym środowiskiem mógł być... lód. To jak było?

Gorące kominy termalne na dnie oceanów są - teoretycznie - wymarzonym miejscem na proces powstania życia. Różnice temperatur, nasycenie wieloma związkami chemicznymi, obieg wody w miniaturowych kanałach, wszystko to sprzyja bogatym i powtarzalnym reakcjom chemicznym. Zresztą już Karol Darwin myślał o miejscu powstania życia jako ciepłym źródle. Ale biolog Philipp Holliger z Laboratorium Biologii Molekularnej (Laboratory of Molecular Biology) w Cambridge, wraz ze swoim zespołem udowodnił, że reakcje replikacji zachodzą doskonale w środowisku lodu, a w każdym razie lepiej, niż w temperaturze pokojowej.

Mikroskopijne spękania i kanaliki w w lodzie stanowią dobre miejsce dla procesu powstawania molekuł RNA. Podczas procesu zamarzania lód „pozbywa się" rozpuszczonych substancji, stężenie soli i zanieczyszczeń w pozostającej wodzie rośnie, obniżając jej punkt zamarzania. Pozostające w lodzie „kieszonki" z wodą mogą być do tego niezłym środowiskiem.

Zespół Hollingera odtworzył takie warunki w laboratorium, umieszczając w mikroskopijnych probówkach wodę, sole, cząsteczki będące cegiełkami, z których mogło powstać życie, rybozymy - enzymy RNA mogące uruchamiać reakcje: pełen zestaw, który powinien być zdolny do powielenia samego siebie. Takie, identyczne, zestawy schładzano do różnych temperatur. Okazało się, że w testowanych lodowych probówkach rybozymy nie tylko potrafiły budować nici RNA, ale radziły sobie z tym znacznie lepiej, niż w temperaturze pokojowej. Gdy jest ciepło, reakcja toczyła się szybko, ale szybko ustawała. Natomiast w zimnych warunkach toczyła się powoli, ale zachodziła znacznie dalej, z łatwością wyprzedzając swoim zaawansowaniem ciepłą „konkurencję".

Nie wszystko oczywiście jest jasne i pomimo wykazania, że reakcja taka może zachodzić w lodzie, do ukończonego procesu replikacji droga jeszcze odległa, udało się na razie doprowadzić budowę nici RNA do długości 32 cegiełek, podczas gdy pełen rybozym ma długość 190.

Mimo niekompletności, wynik jest znakomity, jak uważa Pierre-Alain Monnard z University of Southern Denmark. Problem, jak zachodziły reakcje biologiczne, zanim mogły liczyć na ochronne środowisko komórki, długo trapił naukowców. Eksperyment pokazał, że takim przytulnym, bezpiecznym miejscem mogły być lodowe kanaliki. Czy mogły w nich zachodzić również inne, potrzebne reakcje i jak one wyglądały - pozostaje to polem dla następnych eksperymentów.

Badania struktury mikroporów w lodzie powstającym wody o różnym zasoleniu sugerują, że lepszym środowiskiem mogła być zamarzająca słodka woda. Takie warunki istnieją na wielu planetach i księżycach, a nawet niektórych kometach naszego układu słonecznego. Jeśli rzeczywiście życie może powstawać również w lodzie, oznacza to, że może być znacznie bardziej rozpowszechnione we Wszechświecie.

Autor: Artur Jurgawka

Źródło: Science News