Resultatet av studien bygger på de idéer som utvecklats av Charles Darwin och andra forskare, som föreslog att livet började med uppkomsten av primitiva replikerande molekyler som RNA i det avlägsna förflutna. RNA-molekyler kan både lagra information (dvs. sekvenser av nukleotider) och enzymatisk aktivitet, men det är inte helt klart hur de uppstod från icke-levande kemiska komponenter.
Den matematiska modellen, skapad av forskare från Max Planck Institute for the Physics of Complex systems, fokuserar på ett nätverk av reaktioner som beskriver hur RNA-molekyler kan replikera och konkurrera om resurser. Forskarna simulerar detta reaktionsnätverk under olika förhållanden och utforskar effekterna av parametrar som koncentrationen av organiska byggstenar och tillgången på energikällor.
Modellens simuleringar tyder på att närvaron av vissa mineraler, som järn, hade en betydande inverkan på uppkomsten av självförsörjande RNA-replikationscykler. Järnjonens förmåga att katalysera reaktioner som involverar molekyler som kallas "nukleotider", som är väsentliga komponenter i RNA, gjorde den till en avgörande faktor i de tidiga stadierna av livets ursprung.
Eftersom järn lätt kan bilda komplex med olika biokemiska komponenter, kunde det ha tillhandahållit en lämplig miljö för bildning och interaktion av nukleotider. Detta skulle ha ökat chanserna att RNA-liknande strukturer bildas och uppnå replikation.
Den matematiska modellen indikerar vidare att de tidiga RNA-replikatorerna sannolikt var mycket anpassningsbara, kunde genomgå mutationer och utveckla nya förmågor över tiden. Denna flexibilitet skulle ha varit avgörande för att överleva i de utmanande och utvecklande förhållandena på den primitiva jorden.
Även om denna studie ger övertygande bevis för rollen av mineraler som järn i livets uppkomst, är ytterligare experimentell forskning nödvändig för att validera modellens förutsägelser. Icke desto mindre bidrar insikterna från denna matematiska modellering till den bredare strävan efter att förstå hur komplexiteten i livet kunde ha uppstått från enkla kemiska komponenter.
