Forskare har länge försökt förstå livets ursprung på jorden. En ny studie gjord av forskare vid Institute for Advanced Study, Earth-Life Science Institute (ELSI), och University of New South Wales, bland andra deltagande institutioner, markerar ett viktigt steg framåt i arbetet med att förstå livets kemiska ursprung. Resultaten av denna studie visar hur "kontinuerliga reaktionsnätverk" kan producera RNA -prekursorer och möjligen i slutändan RNA själv - en kritisk bro till livet. Studien publiceras av Förfaranden från National Academy of Sciences .

Även om många av de mekanismer som sprider liv är väl förstådda, övergången från en prebiotisk jord till biologins era förblir innesluten i mysterium. Tidigare experiment har visat att enkla organiska föreningar kan produceras från reaktioner av kemikalier som förstås existera i den primitiva jordmiljön. Dock, många av dessa experiment förlitade sig på samordnade experimentatorinterventioner. Denna studie går längre genom att använda en modell som minimalt manipuleras för att mest exakt simulera en naturlig miljö.

För att utföra detta arbete, laget avslöjade en blandning av mycket enkla små molekyler - vanligt bordsalt, ammoniak, fosfat, och vätecyanid - till en hög energi gammastrålningskälla. Dessa förhållanden simulerar radioaktiva miljöer som möjliggörs av naturligt förekommande radioaktiva mineraler, som troligen var mycket vanligare på tidig jord. Teamet lät också reaktionerna torka ut ibland, simulerar avdunstning i grunda vattenpölar och stränder. Dessa experiment gav en mängd olika föreningar som kan ha varit viktiga för livets ursprung, inkluderande prekursorer till aminosyror och andra små föreningar som är kända för att vara användbara för att producera RNA.

Författarna använder termen "nätverk för kontinuerlig reaktion" för att beskriva en miljö där mellanprodukter inte renas, sidoprodukter tas inte bort, och inga nya reagenser tillsätts efter de initiala utgångsmaterialen. Med andra ord, syntesen av molekyler sker i en dynamisk miljö där mycket varierande föreningar kontinuerligt bildas och förstörs, och dessa produkter reagerar med varandra för att bilda nya föreningar.

Jim Cleaves, frekvent IAS -besökare och ELSI -professor, uppgav, "Dessa typer av kontinuerliga reaktionsnätverk kan vara ganska vanliga inom kemi, men vi börjar först nu bygga verktygen för att upptäcka, mäta, och förstår dem. Det väntar mycket spännande arbete. "

Framtida arbete kommer att fokusera på att kartlägga reaktionsvägar för andra kemiska ämnen och testa om ytterligare cykler av radiolys följt av uttorkning kan generera kemiska produkter av högre ordning. Teamet tror att dessa modeller kan hjälpa till att avgöra vilka primitiva planetmiljöer som främjar bildandet av komplexa molekyler. Dessa studier kan i sin tur hjälpa andra forskare att hitta de bästa ställena att leta efter liv bortom jorden.