Livet på jorden kan ha fått kickstart av en rad kemiska reaktioner som utlöstes av två enkla men giftiga föreningar som fanns i överflöd på vår planet för fyra miljarder år sedan. Kemister hävdar att de till slut kan ha löst gåtan om hur livet först kom igång på jorden. De har funnit att det är möjligt att skapa de tre viktigaste molekylära byggstenarna i livet - DNA, proteiner och lipider - från vätecyanid, vätesulfid och ultraviolett ljus. Meteoriteffekter, som den i illustrationen ovan, kan ha utlöst skapandet av vätecyanid som forskare har hittat kan skapa de tre grundläggande byggstenar av ljus i reaktioner som drivs av solljus. Deras fynd tyder på att de grundläggande komponenterna för biologiska celler kunde ha alla inträffat samtidigt i primordiala dammar och vattendrag, kommer tillsammans för att bilda de första cellerna. Detta tyder på att livet kan ha dykt upp här på jorden - ur en giftig soppa av giftig gas - i stället för att föras till vår planet av en komet eller meteorit från yttre rymden. RNA står för ribonukleinsyra. Det är en av tre viktiga molekyler som är nödvändiga för alla kända livsformer - såväl som proteiner och lipider. RNA bildas från strängar av nukleinsyror, samma byggstenar som skapar DNA. Genetisk information i en cell flödar från DNA genom RNA till proteiner. DNA anses vara 'blåkopia' av cellen och RNA är vad som hjälper till att översätta det. Vissa liv, som virus, använder bara RNA och man tror att några av de tidigaste organismerna på jorden använde denna molekyl. Proteiner anses vara arbetshästar i cellen som byggts upp från strängar av aminosyror. Dessa utför de biokemiska reaktioner som äger rum i cellen och gör livet tickar. Lipids är fettmolekyler som radas upp i formationen som kan skapa skyddande vesiklar. De bildar membranet "väggar" i varje levande cell och ger dem struktur. De är också nödvändiga för att sända signaler ut ur cellen. Men forskarna bakom den nya studien säger att meteoritpåverkan förmodligen fortfarande spelade en nyckelroll för att ge livet ett första ben upp på stegen mot existens. De hävdar att meteoritpåverkan för omkring fyra miljarder år sedan - känd som den sena tunga bombardemanget - kunde ha burit med sig kolrikt material som reagerade med kväve i luften för att producera ett överflöd av vätecyanid. Denna giftiga gas kunde då ha lösts upp i vatten och genomgått en rad kemiska reaktioner, tillsammans med vätesulfid, driven av ultraviolett ljus. Professor John Sutherland, kemist vid Medical Research Council's Laboratory of Molecular Biology i Cambridge, som ledde studien, sade: "Även om det nödvändigtvis måste målas med breda penseldrag, är den bild som framträder av ett övergripande reaktionsnätverk som utvecklas över tiden i separata strömmar och pooler, enligt ett dynamiskt flöde kemi schema. "De olika produkterna skulle syntetiseras av subtila variationer i flödeskemi historien om strömmarna och den ordning i vilken de slogs samman eller sprang i pooler. "Även om det övergripande systemet inte skulle omfatta alla steg i reaktionsnätverket som äger rum samtidigt i "en pott", skulle de olika produkterna hamna blandade i pooler." Forskare har länge trott att byggstenarna för livet först började uppstå en efter en, även om den debatt som kom först har varit kontroversiell. Meteoritfragment och berggrund i kratrar som denna man kunde ha reagerat med vätecyanid löst i pooler av vatten för att skapa salter som reagerar med värme och ultraviolett ljus för att skapa RNA, lipider och aminosyror. Forskarna bakom den nya tidningen föreslår ett antal geokemiska steg som visas ovan som kan ha sett vätecyanid starta en serie reaktioner som ledde till skapandet av aminosyror, nukleinsyror och lipider nödvändiga för livet. Först löses vätecyanid upp i vatten (a) och reagerar sedan med metaller för att skapa salter (b). Dessa lämnas efter genom avdunstning och genomgår sedan förändringar på grund av geotermisk uppvärmning (c). De resulterande molekylerna sopas bort av ångor och ackumuleras i dammar där de reagerar ytterligare (d). Forskarna bakom den senaste studien, som publiceras i tidskriften Nature Chemistry, fann att de kunde tillverka nukleinsyror - en föregångare till RNA och DNA - från vätecyanid, vätesulfid och UV-ljus. De fann också samma grundläggande ingredienser kan också leda till skapandet av aminosyror, byggstenarna av proteiner, och lipider som bildar de skyddande membranen runt biologiska celler. De förhållanden som var nödvändiga för att skapa alla dessa befanns vara desamma, vilket innebar att en enda uppsättning kemiska reaktioner kunde ha gett upphov till livets grundläggande byggstenar samtidigt. Professor Sutherland och hans kollegor hävdar att den tidiga Jorden skulle ha varit en gynnsam miljö för dessa reaktioner. Vätesulfid kastas ut i vulkanutbrott som ovan och kan ha varit en viktig ingrediens i bildandet av de första biologiska byggstenar som behövs för att skapa levande celler, enligt ny forskning. Ett av de stora mysterier som döljer livets uppkomst på Jorden är hur komplexa organismer började ta form. Teorien bör hålla fast vid att "korta" fragment av genetiskt material skulle ha reproducerats i överflöd och lämna längre trådar - och därmed komplext liv - bakom sig. Men ny forskning har visat att längre trådar kan ha frodats i vulkaniska "porrar" på den unga jorden - i slutändan låta livet utvecklas till den komplexitet vi ser idag. Forskningen utfördes av ett team från Ludwig-Maximilians-Universitaet (LMU) i München och publicerades i tidskriften Nature. De fann att vattenfyllda mikroporer i heta stenar kan ha fungerat som plantskolor där livet på jorden började. En avgörande förutsättning för livets uppkomst är att jämförelsevis enkla biomolekyler måste ha haft möjligheter att bilda mer komplexa strukturer. Dessa måste i sin tur kunna reproducera sig själva och lagra genetisk information i en kemiskt stabil form. Att skapa längre strängar av RNA för att lagra denna genetiska information skulle ha varit nödvändigt - men det skulle helt enkelt inte ha varit möjligt under de flesta förhållanden på jorden. Men LMU-fysiker som leddes av dr Dieter Braun visade experimentellt att porsystem på havsbottnen som värmdes upp av vulkanisk aktivitet, nämligen hydrotermala ventiler, kunde ha fungerat som reaktionskammare för detta RNA. Vätecyanid skulle ha bildats i stora mängder på grund av bombardemanget av kometer som regnade ner på jorden några hundra miljoner år efter att det bildades. Vätesulfid ansågs också vara vanligt på den tidiga jorden - kastad ut av vulkanutbrott - medan solen skulle ha gett mer än tillräckligt ultraviolett ljus. Metall som innehåller mineraler som kunde ha katalyserat reaktionerna var också rikliga medan metall meteoriter också kunde ha orsakat bildandet av andra viktiga element som fosfat. I sin uppsats lade forskarna fram en rad geokemiska scenarier som skulle ha lett reaktionerna i olika riktningar för att producera var och en av de nödvändiga byggstenarna. Avdunstning kunde till exempel ha orsakat salter för form som sedan kunde ha sköljts in i strömmar där solstrålning skulle ha drivit på ytterligare kemiska reaktioner. Med tiden skulle de olika produkterna ha blandats ihop när vattendrag möttes och blandades i pooler. Jack Szostak, en molekylärbiolog som studerar livets uppkomst vid Massachusetts General Hospital i Boston och inte var inblandad i studien, sade till tidskriften Science: "Detta är en mycket viktig uppsats. "Den föreslår för första gången ett scenario genom vilket nästan alla nödvändiga byggstenar för livet skulle kunna monteras i en geologisk miljö."
Forskare skapade prekursorer till RNA, proteiner och lipider i grundläggande reaktioner.
Deras tester använde vätecyanid, vätesulfid och ultraviolett ljus.
Dessa kemikalier skulle ha varit rikligt på jorden 4 miljarder år sedan.
Vätecyanid skulle ha skapats av meteoritskrot som reagerar med kväve i jordens atmosfär under upprepade rymdpåverkan.
Vätesulfidgas kastades förmodligen ut genom utbrott av vulkaner.
Forskningen utfördes av kemister vid Medicinska Vetenskapsrådets laboratorium för molekylärbiologi i Cambridge.