Vie complexe, comme nous le savons, commencé complètement par hasard, avec de petits brins de molécules qui s'enchaînent, ce qui leur aurait finalement donné la capacité de se répliquer.

Dans ce monde, il y a des milliards d'années, rien n'existait que nous reconnaissions aujourd'hui comme vivant. Le monde ne contenait que des molécules sans vie qui se sont formées spontanément à travers les processus chimiques et physiques naturels sur Terre.

Cependant, le moment où les petites molécules se sont connectées et ont formé des molécules plus grosses avec la capacité de se répliquer, la vie a commencé à évoluer.

"La vie était un événement fortuit, Il n'y a aucun doute à ce propos, " déclare le Dr Pierre Durand du Laboratoire d'évolution de la complexité de l'Institut d'études sur l'évolution de l'Université de Wits, qui a mené un projet pour découvrir comment exactement ces molécules se sont liées les unes aux autres. Leurs résultats sont publiés aujourd'hui dans la revue Science ouverte de la Royal Society , dans un article intitulé "Les compromis moléculaires dans les ARN ligases ont affecté l'émergence modulaire de ribozymes complexes à l'origine de la vie".

Des molécules d'acide ribonucléique (ARN) très simples (composés similaires à l'acide désoxyribonucléique (ADN)) peuvent se joindre à d'autres molécules d'ARN par une réaction chimique appelée ligature. L'assemblage aléatoire de différentes pièces ou ARN pourrait donner naissance à un groupe de molécules capables de produire des copies d'elles-mêmes et ainsi lancer le processus de la vie.

Alors que le processus qui a finalement conduit à l'évolution de la vie s'est déroulé sur une longue période de temps, et impliquait un certain nombre d'étapes, Les doctorants de Wits Nisha Dhar et Durand ont découvert comment l'une de ces étapes cruciales a pu se produire.

Ils ont démontré comment de petites molécules non vivantes peuvent avoir donné naissance à des molécules plus grosses capables de se reproduire. Cette voie vers des molécules auto-répliquantes a été un événement clé pour que la vie s'installe.

"Quelque chose devait se produire pour que ces petites molécules interagissent et se forment plus longtemps, molécules plus complexes et cela est arrivé complètement par hasard, " dit Durand.

Ces molécules d'ARN plus petites possédaient une activité enzymatique qui permettait la ligature, lequel, à leur tour, leur a permis de se lier à d'autres petites molécules, formant ainsi des molécules plus grosses.

"Les petites molécules sont très proches et peuvent joindre d'autres pièces à elles-mêmes. Ce qui était intéressant, c'est que ces petites molécules étaient plus petites que ce que nous avions pensé à l'origine, " dit Durand.

La plus petite molécule qui présentait une activité d'auto-ligature était un ARN de 40 nucléotides. Il a également démontré la plus grande flexibilité fonctionnelle car il était plus général dans les types de substrats qu'il ligaturait à lui-même bien que son efficacité catalytique soit la plus faible.

"Quelque chose devait arriver pour que les molécules se reproduisent, et ainsi commencer la vie telle que nous la connaissons. Ce quelque chose s'est avéré être la simple ligature d'un ensemble de petites molécules, il y a des milliards d'années, " dit Durand.