Кратко и по сути. Сначала — какие доказательства поддерживают каждую гипотезу, затем — какие новые эксперименты могли бы их различить.

Доказательства в пользу гипотезы «РНК‑мира»

Лабораторные результаты: синтез нуклеозидов и отдельных нуклеотидов из простых предшественников при моделях «пребиотических» условиях (например, синтез пиримидиновых нуклеотидов в work‑flows Sutherland и др.). Есть примеры ненуклеозидного образования рибозы/оснований и активации нуклеотидов, дающих ненаправленную неспецифическую сборку олигонуклеотидов.Некаталитические и рибозимные реакции: многие рибозимы в лаборатории катализируют фосфорилирование, лигирование и даже репликацию (включая in vitro эволюционированные рибоферменты‑репликазы), что показывает принципиальную способность РНК и её производных быть и информационным, и каталитическим пулом.Совместимость с гипотезами о «молекулярной унаследованности» — РНК обеспечивает прямой механизм хранения информации и её копирования, что удобно для объяснения ранней эволюции.Геологические ограничения: модели ранней Земли не исключают наличия источников простых органических прекурсоров и циклических энергетических потоков (термальные градиенты, утечки химической энергии), необходимых для синтеза и накопления РНК‑молекул.

Доказательства в пользу гипотезы «метаболизма‑вперед»

Минеральная катализация и термодинамика: показывают, что простые автокаталитические и циклические сети (например, восстановление CO2 через восстановительные карбоновые циклы, сульфид‑металлические каталитические центры) могут поддерживать поток энергии и накапливать редуцированные карбоны на минералах.Эксперименты по автокатализу: демонстрированы устойчивые автокаталитические наборы реакций и небиологические циклы (Krebs‑подобные фрагменты, фрагменты обратимой карбоксилизации) на поверхности металлов/серной среде; они создают химический неравновесный поток без длинных информационных полимеров.Геология ранней Земли: ранние гидротермальные системы, богатые редукторами (H2, Fe2+, S2−), могли давать энергию и катализ для сетей первичного метаболизма; некоторые из самых ранних изотопных и минералогических свидетельств жизни (например, железно‑сульфидные отложения) интерпретируют как следы хемосинтеза.Возможность наследуемости через композиционные «сети» или минерал‑ассоциированные комплексы, которые способны к самоподдержанию и селекции без молекулярной репликации в виде полимеров.

Какие новые эксперименты могли бы различить гипотезы (практические, фальсифицирующие варианты)
1) Демонстрация спонтанной, протяжённой ненаправленной репликации РНК в реалистичных предбиотических условиях

Эксперимент: закрытая система с предтекстовыми спектрами прекурсоров (формальдегид, HCN, нитрилы и т.д.), минералами и циклическими условиями (сушка‑увлажнение, термальные градиенты), без специально добавленных активированных нуклеотидов; наблюдать образование активных нуклеотидов и затем шаблонную (шаблон‑зависимую) репликацию длиной, достаточной для кодирования каталитической РНК.Интерпретация: если репликация РНК возникает и устойчива при реалистичных входных наборах и энергопотоках, это сильная поддержка «РНК‑мира». Если же для репликации постоянно требуются искусственно активированные соединения/условия вне геологического реализма — это слабая поддержка.

2) Демонстрация устойчивого автокаталитического метаболического цикла, самоподдерживающегося и способного к адаптивной эволюции без информационных полимеров

Эксперимент: воспроизвести в лаборатории протяжённый по времени гидротермальный/минеральный реактор с входящими неорганическими реагентами (CO2, H2, H2S, Fe2+), и показать, что внутри формируется самоподдерживающаяся сеть превращений, которая:
a) поддерживает химический неравновесный поток (энергетический выход),
b) может возобновлять/усилить себя (рост «сети»),
c) поддаётся селекции (разные микрорежимы дают устойчивые «победившие» сети), и
d) генерирует композиционные «наследуемые» свойства, передающиеся через минерал‑ассоциации или состав жидкости.Интерпретация: успех демонстрирует, что метаболическая наследуемость и эволюционная динамика возможны без РНК; неудача (если сети тонки, неустойчивы, не способны к эволюции) — слабая поддержка метаболизма‑вперед.

3) Связующее испытание — интерфейс «метаболизм → РНК»

Эксперимент: поставить задачу воспроизвести ситуационный переход, где продукты метаболической сети служат для синтеза нуклеотидов и затем запускают шаблонную репликацию РНК; либо наоборот, показать, что самоподдерживающаяся РНК‑репликация способна индуцировать метаболические сети в окружении.Интерпретация: если последовательность «метаболизм → РНК» воспроизводится легко (то есть сети создают и поддерживают РНК без искусственной помощи), это указывает на метаболизм‑вперед + позднее появление РНК. Если же «РНК → метаболизм» легче реализуется (РНК сама инициирует каталитические сети), сильнее поддерживает «РНК‑мир».

4) Палеогеохимические фальсификационные тесты

Поиск в древнейшем осадке ((\sim 3.5) Ga и старше) специфичных изотопных/минеральных паттернов: различия между «ранним хемосинтезом» (например, геохимические следы хемолитотрофии: специфические Fe‑S текстуры, сульфидные изотопные фракции) и биосигнатурами, косвенно указывающими на информационно‑полимерную деятельность. Конкретно: если ранние биосигнатуры указывают на доминирование автотрофных химических циклов до появления разветвлённых органических молекул, это поддержит метаболизм‑вперед.Контрпример: обнаружение древних сохранившихся биомолекул/кетиподобных продуктов, указывающих на сложные полимерные механизмы — в пользу РНК‑мира.Практика: моделирование сохранения нуклеотидов/полиуридинов в условиях диагенеза; если показывается, что даже при первоначальном широком распространении РНК‑остатки не могли сохраниться, отсутствие молекулярных следов не будет окончательным противоречием.

5) Эволюционные и информационные тесты в модели систем

Создать популяции «сети vs. полимер»: сравнить скорость накопления адаптивной сложности, устойчивость к шуму и способность к информационной рекомбинации/мутациям. Если полимеры дают более быструю и направленную эволюцию, это даёт аргумент за роль информационных полимеров в раннем развитии.

Краткий вывод (чётко разделяющий гипотезы)

Поддержка «РНК‑мира»: сильна там, где показано, что РНК одновременно дает каталитическую функцию и надёжный механизм хранения/копирования наследственной информации в реалистичных условиях.Поддержка «метаболизма‑вперед»: сильна там, где показано, что автономные автокаталитические сети на минералах способны к самоподдержанию, росту и селекции без информационных полимеров, и что такие сети геологически реалистичны.Решающее различие даст эксперимент, демонстрирующий либо (A) устойчивую, геологически правдоподобную шаблонную репликацию РНК из простых прекурсоров, либо (B) устойчивые автокаталитические сети с наследуемыми адаптивными свойствами, которые не требуют полимерного хранения информации.