Život na Zemi mohol vzniknúť vďaka tejto jednoduchej reakcii. Vedci sú z objavu nadšení
Život na Zemi mohol vzniknúť spontánne. Vedci objavili reakciu, ktorá mohla vytvoriť prvé molekuly bez vonkajšej energie.
Urea je jednou z najdôležitejších chemických látok, ktoré sa produkujú v priemysle po celom svete. Táto látka sa využíva ako hnojivo, ako prídavná látka do palív, alebo pri výrobe výbušnín. Rovnako sa ale predpokladá, že urea je potenciálne jedným zo základných stavebných kameňov života a v rámci novej štúdie výskumníci zistili, ako môže vznikať spontánnym spôsobom.
Za výskumom stoja výskumníci z ETH Zurich. Vysvetľujú, že keď chceme z čpavku a CO2 vyrobiť ureu, vyžaduje sa na to buď vysoký tlak, teploty alebo chemické katalyzátory. Enzýmy ale dokážu rovnakú reakciu vytvoriť v ľudskom a živočíšnom tele. V živočíchoch táto reakcia odstraňuje toxický čpavok. Urea je jednoduchou molekulou, ktorá obsahuje aj dusík a uhlík a autori štúdie predpokladajú, že tento prvok existoval na ešte neobývanej mladej Zemi.
Takto mohol začať na Zemi život
Viacerí výskumníci vnímajú ureu ako prekurzor ku komplexným biomolekulám. V rámci novej štúdie preto hľadali autori spôsob, ako by sa mohla táto látka vytvoriť na Zemi, ktorá sa diametrálne líšila od planéty, ktorú obývame dnes.
“Chceli sme sa zamerať na mladú Zem, kde interagovali hlavne molekuly vody s atmosférickými plynmi na hladine oceánov,” hovoria autori štúdie.
Práca odhaľuje jeden spôsob, ako by mohla urea vzniknúť spontánne. V rámci výskumu študovali vedci drobné kvapôčky vody, napríklad také, ktoré vznikajú v jemnej hmle alebo v morskom vodnom poprašku. Tu sa ukázalo, že spontánne môže urea vzniknúť z oxidu uhličitého a čpavku na povrchu drobných kvapôčok aj za prirodzených podmienok. Rozhranie medzi vzduchom a tekutinou totiž vytvára na povrchu vody špeciálne chemické prostredie. Vďaka tomuto špeciálnemu prostrediu je spontánna reakcia možná.
Kvapka vody má veľmi veľký povrch v súvislosti s jej objemom. Chemické reakcie sa dejú primárne na tomto povrchu. Chemické koncentračné gradienty sa v tejto oblasti vytvárajú a celá oblasť slúži ako mikroskopický reaktor. Gradient pH naprieč vrstvami vodnej kvapky vytvára požadované kyslé prostredie, čím sa otvárajú cesty k reakciám, ktoré by sa normálne v tekutinách neudiali.
Neprehliadni
“Naozaj pozoruhodným aspektom tejto reakcie je, že sa dokáže odohrať za prirodzených podmienok, bez externej energie. Tento proces je významný nielen z technického hľadiska, no zároveň nám môže pomôcť nahliadnuť na procesy, ktoré by mohli byť významné pre evolúciu,” vysvetlila Mercede Mohajer Azizbaig, jedna z prvých autorov štúdie.
Ako vznikol život na Zemi je momentálne jednou z najdiskutovanejších otázok vedy. Máme približnú predstavu, no ani zďaleka nie sme blízko presnej odpovedi. Výskum počiatku života na planéte je zároveň pomerne kontroverzný. Preto autori štúdie považujú za dôležité podložiť svoje tvrdenia silnými dôkazmi.
Vznikla prirodzeným spôsobom?
Výsledky naznačujú, že reakcia, v rámci ktorej by urea vznikla, sa mohla odohrať v atmosfére mladej Zeme. Tá bola pred miliardami rokov bohatá na CO2 a pravdepodobne obsahovala drobné množstvo čpavku. Vytvárala prostredie, v ktorom vodné aerosóly mohli hrať úlohu prirodzených reaktorov a v nich dochádzalo ku vzniku prekurzorov biomolekúl, a to aj za prirodzených podmienok. Ak sa táto teória výskumníkov potvrdí, môže to znamenať, že biologické molekuly majú oveľa “obyčajnejší” spôsob vzniku, než sa doteraz predpokladalo.
Autori štúdie vo svojej práci pokračujú aj naďalej. Hoci v tejto štúdii priniesli robustnú teóriu, ich práca ešte ani zďaleka nie je hotová. V ďalších krokoch lepšie analyzujú, ako mohla urea za podmienok mladej Zeme vznikať a či mohlo podobne “obyčajným” a prirodzeným spôsobom vzniknúť aj niekoľko ďalších, životne dôležitých látok. Stále platí, že ak pochopíme ako môže život na Zemi vzniknúť, tieto poznatky vieme pretaviť aj do výskumov exoplanét za hranicami sústavy.
