Jedno od ključnih pitanja o podrijetlu života povezano je s tzv. RNA-svijetom, hipotezom prema kojoj su prvi koraci prema životu mogli započeti pojavom samoumnožavajućih molekula RNA. RNA je jednostavnija od DNA, a u današnjim stanicama ima više uloga. Glasnička RNA prenosi genetske upute do ribosoma, ribosomska RNA sudjeluje u njihovoj izgradnji i funkciji, dok prijenosna RNA sudjeluje u stvaranju proteina.

Prema hipotezi RNA-svijeta, prvi jednostanični oblici života RNA su mogli istovremeno koristiti za pohranu genetskih informacija i stvaranje drugih molekula. Kasnije su se te funkcije podijelile između DNA i RNA.

No ostaje pitanje kada su se na Zemlji pojavili uvjeti koji su takvu kemiju učinili mogućom.

Prijelaz iz užarene Zemlje

Rana Zemlja bila je izložena intenzivnom bombardiranju asteroidima i drugim tijelima zaostalim iz razdoblja nastanka planeta. Udarci su zagrijavali površinu i stvarali uvjete nepovoljne za prebiotičku kemiju, odnosno kemijske procese koji mogu prethoditi nastanku života.

Kako bi utvrdili kada se situacija počela mijenjati, istraživači predvođeni Olegom Abramovom iz Planetary Science Institutea u Tucsonu izradili su trodimenzionalni računalni model toplinskih učinaka udara na Zemljinu koru.

Model je obuhvatio razdoblje od prije 4,5 do 3,5 milijardi godina. Istraživači su usporedili temperature u gornjim slojevima kore s granicama toplinske stabilnosti RNA i drugih molekula važnih za život. Rezultati pokazuju da su temperature pogodne za RNA-svijet vjerojatno nastupile između 4,4 i 4,3 milijarde godina, dok su najpovoljniji uvjeti prema modelu postojali prije otprilike 4,33 milijarde godina.

Drugim riječima, studija sugerira da je Zemlja relativno rano nakon svojeg nastanka ušla u vremenski prozor u kojem su se mogli razvijati kemijski procesi povezani s nastankom života.

Temperatura nije jedini uvjet

Istraživači pritom naglašavaju da model ne određuje kada se život stvarno pojavio.

Procjena pretpostavlja da su istodobno postojali i drugi potrebni uvjeti. RNA kemija zahtijeva tekuću vodu, reducirani dušik i druge ključne elemente, kao i način na koji bi se te tvari mogle koncentrirati. Važni su i lokalni uvjeti poput pH vrijednosti, saliniteta, aktivnosti vode i mineralnih površina, kao i okruženje u kojem se kemija odvija. To može biti, primjerice, vodonosnik s izmjenom vlažnih i suhih razdoblja ili hidrotermalni sustav.

Svi navedeni čimbenici nisu uključeni u model, pa je stoga moguće da je kora imala odgovarajuću temperaturu, ali da RNA kemija nije mogla započeti ako neki od drugih potrebnih uvjeta nije bio prisutan. Studija zato sužava vremenski okvir za pojavu uvjeta pogodnih za nastanak života, ali ne određuje točan trenutak pojave prvih oblika života temeljenih na RNA.

Tragovi u stijenama mogli bi provjeriti procjenu

Geološki podaci mogli bi pomoći u provjeri rezultata. Abramov navodi da je procjena u skladu s podacima iz kristala cirkona koji upućuju na to da je tekuća voda na Zemlji postojala već prije približno 4,4 milijarde godina. Dodatne informacije mogle bi se pronaći u uzorcima Zemljinog plašta i drugim kristalima cirkona. Oni mogu sačuvati tragove vode, oksidacijsko-redukcijskih reakcija i promjena u mineralima nastalih djelovanjem tekućina pri relativno niskim temperaturama.

Više datiranih uzoraka s Mjeseca također bi moglo pomoći u određivanju koliko je intenzivno bilo bombardiranje ranog Zemljinog okoliša, naglašava Gizmodo.

Što to znači za Mars?

Određivanje početka Zemljinog razdoblja pogodnog za život zanimljivo je i za istraživanje drugih planeta. Abramov posebno ističe Mars, gdje je vremenski prozor pogodan za nastanak života možda započeo znatno ranije nego na Zemlji. Razlog bi bila manja veličina Marsa i njegova niža prosječna brzina udara tijela koja su bombardirala njegovu površinu.

To, međutim, nije dokaz da je život nastao na Marsu niti da je odande prenesen na Zemlju. Riječ je o zasebnom pitanju nastanjivosti dvaju planeta. Studija je objavljena u časopisu Nature Communications.