Vedci práve objavili možný chýbajúci článok reťazca, ktorý viedol k vzniku života na Zemi
Vedci objavili chemickú reakciu v horninách oceánskej kôry, ktorá mohla vytvárať živiny potrebné pre vznik prvého života.
Otázka, ako vznikol život na Zemi, patrí medzi najväčšie vedecké záhady. Vedci už desaťročia predpokladajú, že všetko sa mohlo začať hlboko na dne oceánu. Problém je, že doteraz chýbal jeden zásadný diel skladačky. Nový výskum geochemikov naznačuje, že ho možno práve našli.
Tím vedcov z University of Alberta objavil chemický proces, ktorý mohol vytvárať živiny potrebné pre prvé formy života. A to v prostredí, kde by si ich čakal najmenej. Hlboko v horninách oceánskej kôry, stovky metrov pod dnom mora.
Chemická reakcia v horninách oceánu môže vytvárať živiny, ktoré potreboval prvý život
Vedci analyzovali horniny z vrtov pri hydrotermálnych prieduchoch v Juhočínskom mori. Ide o miesta, kde z hlbín planéty uniká horúca voda plná minerálov. Tieto podmorské prieduchy často vyzerajú ako čierne komíny a už roky patria medzi najvážnejších kandidátov na miesto, kde sa mohol zrodiť život.
Výskumníci skúmali vzorky hornín vyvŕtané približne 200 metrov do oceánskej kôry. Práve tam našli geochemické stopy reakcie nazývanej abiotic nitrogen reduction, skrátene ANR. Ide o proces, pri ktorom minerály v horninách premieňajú stabilný dusík na chemicky aktívne formy využiteľné pri vzniku organických molekúl.
Jedným z najdôležitejších produktov tejto reakcie je amónium. Ide o zlúčeninu dusíka, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri vzniku prvých organických molekúl. Práve z takýchto jednoduchých látok sa neskôr mohli vytvoriť komplexnejšie chemické štruktúry, z ktorých vznikli prvé bunky.
Neprehliadni
Vedci preto predpokladajú, že reakcia ANR mohla poskytovať základné „suroviny“ pre najstaršie formy života. Inými slovami, minerály v oceánskej kôre mohli vyrábať látky, bez ktorých by sa biológia nikdy nespustila.
Hydrotermálne prieduchy ako kolíska života majú jeden problém: bez slnka tam chýbali živiny
Myšlienka, že život vznikol pri hydrotermálnych prieduchoch na dne oceánu, nie je nová. Ide o miesta, kde z hlbín planéty uniká horúca voda plná minerálov a chemickej energie. Takéto prostredie by mohlo poskytovať stabilné podmienky pre prvé chemické reakcie vedúce k vzniku života.
Vedci však roky narážali na jeden zásadný problém. Ako sa v takomto prostredí mohli vytvoriť živiny potrebné pre vznik života, keď na dne oceánu nepreniká slnečné svetlo?
Na povrchu Zeme väčšinu biologických procesov poháňa energia zo Slnka. Na dne oceánu však tento zdroj chýba. Ak tam mal vzniknúť život, musel existovať chemický mechanizmus, ktorý dokázal vytvárať biologicky využiteľné formy dusíka a uhlíka aj bez slnečnej energie.
Práve reakcia ANR by mohla byť jedným z takýchto mechanizmov.
Vedci ju už v minulosti dokázali vytvoriť v laboratóriu. Nájsť jasné dôkazy, že prebieha aj v oceáne, však bolo mimoriadne náročné. Moderné oceány sú totiž plné života a biologické procesy neustále menia chemické formy dusíka. Oddeliť čisto chemické reakcie od biologických signálov preto nie je jednoduché.
Analýza hornín vyvŕtaných hlboko v oceánskej kôre teraz naznačuje, že tento proces môže prebiehať prirodzene priamo v podmorskom prostredí.
Slabé mladé Slnko a teplá Zem: hydrotermálne prieduchy môžu vysvetliť starý klimatický paradox
Tento objav má ešte jeden zaujímavý dôsledok. Môže pomôcť vysvetliť známy vedecký problém nazývaný paradox slabého mladého Slnka.
Podľa modelov bolo Slnko pred miliardami rokov výrazne slabšie než dnes. Zem by preto mala byť zamrznutá planéta pokrytá ľadom. Geologické dôkazy však hovoria niečo úplne iné. Kvapalná voda na Zemi existovala už približne pred 4,4 miliardy rokov.
Planéta teda musela byť výrazne teplejšia, než by naznačovala energia zo Slnka.
Jedným z vysvetlení sú skleníkové plyny v atmosfére. Oxid uhličitý, metán či amoniak dokážu zadržiavať teplo a ohrievať planétu podobne ako skleník. Práve hydrotermálne prieduchy na dne oceánu mohli tieto plyny produkovať vo veľkých množstvách.
Ak sa chemické reakcie ako ANR odohrávali v oceánoch vo veľkom rozsahu, mohli mať dvojitý efekt. Na jednej strane vytvárali chemické látky potrebné pre vznik života, na druhej strane mohli pomáhať udržiavať Zem dostatočne teplú na existenciu kvapalnej vody.
Ak sa tento proces potvrdí aj inde, oceánske dno mohlo vyrábať živiny pre vznik života
Vedci upozorňujú, že objav zatiaľ pochádza z jednej lokality v Juhočínskom mori. Podmienky potrebné pre reakciu ANR sú však pomerne bežné.
Minerály, vysoký tlak a hydrotermálne prostredie sa nachádzajú v oceánoch po celom svete. Preto existuje reálna možnosť, že tento proces nebol lokálnou zvláštnosťou, ale globálnym javom.
Inými slovami, oceánske dno mohlo fungovať ako obrovská chemická továreň, ktorá miliardy rokov vyrábala stavebné bloky života.
Vedci zároveň priznávajú, že na definitívne potvrdenie tejto hypotézy bude potrebné viac dôkazov. Ak sa však podobné chemické stopy podarí nájsť aj v ďalších oceánoch, môže ísť o jeden z najdôležitejších objavov vo výskume vzniku života.
