熱水衝突クレーター湖での生命の起源の共生ビュー

潜水艦の熱水孔は、一般に、地球上の初期生活の起源と進化の可能性のある生息地と見なされます。この理論は、Eoarchean Global Oceanの広大さのために、宇宙および陸生の生体分子の「集中問題」に苦しんでいます。魅力的な代替サイトは、初期の地球上で生命を抱きしめた可能性のある非常に隔離された小さな熱水クレーター湖です。ここでは、水熱水域の生命の起源のための新しい共生モデルが提案されています。重砲撃期間の尾部におけるeoarchean地殻への流星の影響は、生命の起源に重要な役割を果たした可能性があります。Eoarchean Resustに熱水口競技湖を作成した衝撃と衝突は、誤って生命のビルディングブロックを伴うプレバイオティクス化学の完璧なるつぼになり、最終的にはプレバイオティクス合成によって最初の生物につながりました。このシナリオでは、クレーター盆地の複数のニッチで分子の複雑さが増加する4つの階層段階を通じて生命が生まれました。宇宙段階（≥4.6ga）では、近くの星の爆発中に、生命の構成要素が星間空間で始まりを持っていました。彗星と炭素質の軟骨の両方が、熱水衝突クレーター湖に蓄積された初期の地球に生命と氷の構成要素を供給しました。地質段階（〜4 ga）では、クレーター盆地には、水熱、太陽、潮、および化学エネルギーを搭載した宇宙および陸生の有機化合物の品揃えが含まれており、プレバイオティクス合成を促進しました。水面では、自己組織化された原始脂質膜が濃厚な油の滑らかで浮上しました。オーストラリア、オーストラリア、南アフリカのArchean Greenstoneベルトは、おそらくこれらのArchean Cratersの遺物を表している可能性があります。化学段階では、ヌクレオチドやアミノ酸などのモノマーがプレバイオティクススープのランダムな集合体から選択されました。それらは、RNAとタンパク質分子の共進化とともに、「RNA/タンパク質の世界」を形成するミネラル表面の毛穴で重合しました。脂質膜はこれらのRNAおよびタンパク質分子をランダムにカプセンシングして、「RNA/タンパク質/脂質の世界」の分子共生を開始し、いくつかの細胞成分の階層的出現をもたらしました：血漿膜、リボソーム、RNA、タンパク質、タンパク質、DNA、および最後にプロトセルを伴う最後にプロトセル原始的な遺伝コード。生物学的段階では、繁殖、遺伝、変動、ダーウィンの進化が可能な最初の細胞の出現が、生命の起源における重要なブレークスルーです。RNAウイルスとプリオンは、数十億年間寄生虫として生き残ったRNA/タンパク質の世界の進化的遺物を表している可能性があります。提案されている内共生モデルは投機的ですが、本質的なヒューリスティック価値を持っています。カプセル化されたRNAウイルスとプリオンに関する将来の実験には、この階層的進化シーケンスの一貫した物語を確認する合成細胞を作成する可能性があります。

Submarine hydrothermal vents are generally considered as the likely habitats for the origin and evolution of early life on Earth. The theory suffers from the 'concentration problem' of cosmic and terrestrial biomolecules because of the vastness of the Eoarchean global ocean. An attractive alternative site would be highly sequestered, small, hydrothermal crater-lakes that might have cradled life on early Earth. A new symbiotic model for the origin of life at hydrothermal crater-lakes is proposed here. Meteoritic impacts on the Eoarchean crust at the tail end of the Heavy Bombardment period might have played important roles in the origin of life. Impacts and collisions that created hydrothermal crater lakes on the Eoarchean crust inadvertently became the perfect crucibles for prebiotic chemistry with building blocks of life, which ultimately led to the first organisms by prebiotic synthesis. In this scenario, life arose through four hierarchical stages of increasing molecular complexity in multiple niches of crater basins. In the cosmic stage (≥4.6 Ga), the building blocks of life had their beginnings in the interstellar space during the explosion of a nearby star. Both comets and carbonaceous chondrites delivered building blocks of life and ice to early Earth, which were accumulated in hydrothermal impact crater-lakes. In the geologic stage (∼4 Ga), crater basins contained an assortment of cosmic and terrestrial organic compounds, powered by hydrothermal, solar, tidal, and chemical energies, which drove the prebiotic synthesis. At the water surface, self-assembled primitive lipid membranes floated as a thick oil slick. Archean Greenstone belts in Greenland, Australia, and South Africa possibly represent the relics of these Archean craters, where the oldest fossils of thermophilic life (∼3.5 Ga) have been detected. In the chemical stage, monomers such as nucleotides and amino acids were selected from random assemblies of the prebiotic soup; they were polymerized at pores of mineral surfaces with the coevolution of RNA and protein molecules to form the 'RNA/protein world'. Lipid membranes randomly encapsulated these RNA and protein molecules to initiate a molecular symbiosis in a 'RNA/protein/lipid world' that led to hierarchical emergence of several cell components: plasma membranes, ribosomes, coding RNA and proteins, DNA, and finally protocells with a primitive genetic code. In the biological stage, the emergence of the first cells capable of reproduction, heredity, variation, and Darwinian evolution is the key breakthrough in the origin of life. RNA virus and prions may represent the evolutionary relics of the RNA/protein world that survived as parasites for billions of years. Although the proposed endosymbiotic model is speculative it has intrinsic heuristic value. Future experiments on encapsulated RNA virus and prions have the potential to create a synthetic cell that may confirm a coherent narrative of this hierarchical evolutionary sequence.