Deși am început să căutăm viața extraterestră, încă nu știm cum a apărut viața pe Terra. Biologul Michael Blaber, profesor la Universitatea de Stat din Florida, a descoperit indicii importante, care ar putea să ne ajute să înțelegem procesele care au dus la apariția vieții pe Terra, în urmă cu miliarde de ani.

 

Ipoteza acceptată de către cei mai mulți oameni de știință susține că ARN-ul, prezent în toate celulele vii, a reprezentat prima ”moleculă a vieții”. Conform acestei ipoteze, numită și ”mai întâi ARN-ul”, acesta a dus la apariția sistemelor vii, plecând  de la molecule organice complexe, lipsite de viață.

Profesorul Blaber, după o cercetare care a durat trei ani, aduce argumente pentru o altă ipoteză, numită ”mai întâi proteinele”, conform căreia un set de 10 aminoacizi ar sta la baza apariției primelor proteine complexe acum circa patru miliarde de ani. La rândul lor, acestea au stat la baza primelor procese metabolice, care au dus la apariția vieții pe Terra, în urmă cu 3,5-3,9 miliarde de ani.

Așa cum spuneam, cercetarea a durat trei ani. Voi adăuga că tehnica de analiză, care a stat la baza ei, a avut nevoie de mai bine de 17 ani de dezvoltare. Rezultatele obținute de Michael Blaber au fost publicate în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Primele organisme vii de pe Terra erau de dimensiuni microscopice, asemănătoare unor bacterii, care erau capabile să se autoreplice și să se adapteze condițiilor de mediu existente în acea vreme pe Pământ. Blaber: ”Conform paradigmei actuale mai întâi a apărut ARN-ul, într-un mediu cu temperaturi ridicate. Datele noastre sugerează apariția, mai întâi, a proteinelor, într-un mediu halofil. Un mediu halofil, sau, altfel spus, sărat, este considerat ca fiind locul în care viața a trebuit să să se adapteze și nu ca unul de naștere pentru organismele vii. Studiul nostru asupra aminoacizilor prebiotici și formarea proteinelor complexe, capabile să se plieze, sugerează contrariul. ” Altfel spus, primele forme de viață de pe Terra au apărut în medii sărate, cum ar fi cele din oceanul primordial de pe Terra. Capacitatea proteinelor de a se plia reprezintă o caracteristică extrem de importantă, deoarece permite ea proteinelor să capete o formă globulară, care le ajută să interacționeze cu alte proteine, să desfășoare reacții chimice specifice și să se adapteze, astfel încât organismele vii să fie capabile să exploateze un mediu dat.

Dovezile științifice din prezent susțin teoria abiogenezei (apariția vieții din materie lipsită de viață). În urmă cu 3,5, până la 3,9, miliarde de ani Terra era acoperită cu mase de uscat de origine vulcanică, oceane sărate și lacuri cu apă dulce, în timp ce atmosfera era fierbinte (circa 80 grade Celsius) și alcătuită în special din bioxid de carbon și azot. Oxigenul a apărut mai târziu, ca rezultat al metabolismul primelor forme de viață de pe Terra. Analiza compoziției cometelor și a fragmentelor de meteoriți a arătat că aceștia au adus pe Terra un set de 10 aminoacizi prebiotici, care s-au format în mediul cosmic. Astăzi, organismul uman folosește un set de 20 de aminoacizi pentru a își ”fabrica” proteinele. Zece dintre aceștia sunt rezultatul evoluției biologice, iar ceilalți zece s-au format abiogen.

Blaber și echipa sa au folosit o tehnică, numită ”deconstrucție simetrică de sus în jos”, cu ajutorul căreia au putut fi identificate cele mai mici componente ale unei proteine, care sunt capabile să se asambleze spontan în structurile complexe ale proteinelor. Pe această cale, Blaber a căutat să verifice dacă se pot forma spontan proteine complexe, capabile să se plieze, chiar dacă aceste componente fundamentale sunt reprezentate de cei numai 10 aminoacizi prebiotici, aduși pe Terra de către meteoriți și comete. În studiul publicat în PNAS, el a arătat că sunt suficienți 12 aminoacizi pentru apariția acestora.  Altfel spus, Blaber a parcurs 80% din drumul către dovedirea ipotezei sale. Mai trebuie remarcat faptul că aceste proteine complexe s-au format într-o soluție sărată, similară cu cea a oceanului primordial.

Dacă ipoteza lui Blaber va fi confirmată, atunci oamenii de știință vor fi nevoiți să regândească procesele care au dus la apariția vieții pe Terra. Blaber: ”În loc să fie un loc în care viața [doar] a evoluat, mediul halofil ar putea fi locul în care s-au defășurat procese cheie ale abiogenezei. Rolul proteinelor în primele etape ale apariției vieții devine extrem de important.”

Surse: Universitatea de Stat din Florida, Simplified protein design biased for prebiotic amino acids yields a foldable, halophilic protein (PNAS)