Komplex liv, som vi vet det, började helt av en slump, med små delar av molekyler som länkar ihop, vilket så småningom skulle ha gett dem möjligheten att replikera sig själva.

I den här världen, för miljarder år sedan, det fanns inget som vi idag skulle känna igen som levande. Världen innehöll endast livlösa molekyler som spontant bildades genom de naturliga kemiska och fysiska processerna på jorden.

Dock, det ögonblick då små molekyler kopplade ihop och bildade större molekyler med förmågan att replikera sig själva, livet började utvecklas.

"Livet var en slumpmässig händelse, det råder ingen tvekan om det, "säger Dr Pierre Durand från Evolution of Complexity Laboratory i Evolutionary Studies Institute vid Wits University, som ledde ett projekt för att ta reda på hur exakt dessa molekyler kopplade till varandra. Deras resultat publiceras idag i tidskriften Royal Society Open Science , i en artikel med titeln "Molekylära avvägningar i RNA-ligaser påverkade den modulära uppkomsten av komplexa ribozymer vid livets ursprung".

Mycket enkla ribonukleinsyra (RNA) molekyler (föreningar som liknar Deoxyribonucleic acid (DNA)) kan ansluta andra RNA -molekyler till sig själva genom en kemisk reaktion som kallas ligering. Slumpmässigt sammanfogning av olika bitar eller RNA kan ge upphov till en grupp molekyler som kan producera kopior av sig själva och så sätta igång livsprocessen.

Medan processen som så småningom ledde till livets utveckling ägde rum under en lång tid, och involverade ett antal steg, Wits doktorand Nisha Dhar och Durand har avslöjat hur ett av dessa viktiga steg kan ha inträffat.

De har visat hur små icke-levande molekyler kan ha gett upphov till större molekyler som kunde reproducera sig själva. Denna väg till självreplikerande molekyler var en nyckelhändelse för att livet skulle få fäste.

"Något behövde hända för att dessa små molekyler skulle interagera och bilda längre, mer komplexa molekyler och det hände helt av en slump, säger Durand.

Dessa mindre RNA -molekyler hade enzymaktivitet som tillät ligering, som, i sin tur tillät dem att ansluta sig till andra små molekyler och därigenom bilda större molekyler.

"De små molekylerna är mycket promiskuösa och kan förena sig med andra bitar. Vad som var intressant var att dessa mindre molekyler var mindre än vi ursprungligen trodde, säger Durand.

Den minsta molekylen som uppvisade självligeringsaktivitet var ett 40-nukleotid-RNA. Det visade också den största funktionella flexibiliteten eftersom det var mer allmänt i de typer av substrat det ligerade till sig själv även om dess katalytiska effektivitet var den lägsta.

"Något behövde hända för att molekyler skulle reproducera sig, och därmed starta livet som vi känner det. Att något visade sig vara den enkla ligeringen av en uppsättning små molekyler, för miljarder år sedan, säger Durand.