生命究竟是如何從非生命物質(zhì)中產(chǎn)生的則是科學中最深刻的謎團之一。長期以來，人們假設RNA作為DNA的一種前體--如果這些簡單的分子存在于早期地球的“原始湯”中，它們可能已經(jīng)開始自我復制并多樣化為一系列的形式。隨著分子變得更加復雜，它們最終可能產(chǎn)生了帶有DNA分子的細胞并孕育了我們今天看到的所有生命形式。

盡管這種解釋非常巧妙，但RNA分子是否真的能經(jīng)歷這種進化仍是未知數(shù)。因此在新研究中，東京的研究人員進行了一個長期的RNA復制實驗。

研究小組將RNA復制酶分子放在油包水滴中，在37 °C下每次培養(yǎng)5小時。然后加入營養(yǎng)物質(zhì)，將溶液稀釋到原始濃度的五分之一并攪拌混合液，隨后再放置5小時培養(yǎng)。這個過程重復了240個周期，總共有1200小時的實驗時間。

果然，RNA分子隨著時間的推移發(fā)生了變異和多樣化。最初的單一“物種”最終分支為五個不同的品系，這些品系在穩(wěn)定之前會有人口波動。不同品系之間產(chǎn)生了一個相互作用的網(wǎng)絡--最耐人尋味的是，這種合作幫助它們更有效地進行復制。

這項研究的論文通訊作者Ryo Mizuuchi說道：“坦率地說，我們最初懷疑這種不同的RNA能夠進化并共存。在進化生物學中，‘競爭排斥原則’指出，如果一個以上的物種競爭相同的資源，它們就不能共存。這意味著分子必須建立一種方式，一個接一個地使用不同的資源以實現(xiàn)持續(xù)的多樣化。由于它們只是分子，所以我們想知道非生物化學物種是否有可能自發(fā)地發(fā)展這種創(chuàng)新?！?/p>

雖然該實驗表明，RNA至少有可能經(jīng)歷進化并導致復雜的生命，但這并不一定證實它在現(xiàn)實世界中就是這樣發(fā)生的。該團隊計劃進行進一步的實驗以更詳細地揭示RNA是如何為生命系統(tǒng)鋪平道路的。