Biologit eivät ole täysin yksimielisiä siitä, missä maapallon ensimmäinen elämä syntyi. Se on saattanut kehittyä valtameren pohjassa, matalissa kivilammikoissa tai asteroidien iskujen tuomista rakennusaineista — tai ehkä kaikista edellä mainituista. Tiedämme, että kaikki elämä maapallolla tarvitsee vettä selviytyäkseen, joten elämä kehittyi todennäköisesti ensin siellä. Vesi ei kuitenkaan yksin riitä elämän synnyttämiseen, vaan se tarvitsee myös energiaa.
Nykyään useimmat elävät olennot saavat energiansa sokerien aineenvaihdunnasta, mutta näitä molekyylejä ei ollut olemassa 3,7 miljardia vuotta sitten, kun elämä kehittyi.
Mitä energialähteitä oli käytettävissä, jotta maapallon ensimmäiset asukkaat saattoivat ilmestyä?
Hadean-eonin aikana (noin 4,6-4 miljardia vuotta sitten) maapallo oli suurelta osin valtamerimaailma, ja satunnaisesti vedestä työntyi esiin tuliperäinen saari. Yksi teoria elämän synnystä on, että auringon ultraviolettisäteily (UV-säteily) auttoi luomaan monimutkaisia molekyylejä vulkaanisten saarten matalissa kivilammikoissa, sanoo Eloi Camprubi-Casas (avautuu uudessa välilehdessä) , biologi, joka tutkii elämän alkuperää Teksasin Rio Grande Valleyn yliopistossa.
"UV-säteily on hienoa, koska se on niin energistä, että se tuottaa ionisoituneita molekyylejä, jolloin ne ovat reaktiivisempia" ja yhdistyvät todennäköisemmin suuremmiksi ja monimutkaisemmiksi molekyyleiksi, joita tarvitaan elämän rakennuspalikoiden luomiseen, Camprubi-Casas kertoi Live Science -lehdelle. Kuitenkin "UV-säteily tuottaa myös ongelman, joka periaatteessa hajottaa kaiken, mitä on olemassa", Camprubi-Casas sanoi. Joten vaikka monimutkaiset molekyylit olisivat muodostuneet, ne olisivat myös hajonneet auringon säteilyn takia.
Siksi Camprubi-Casas ja hänen kollegansa epäilevät, että elämän synty tapahtui jossain kaukana näistä lämpimistä lammikoista — meren pohjassa, jossa kuuma, emäksinen vesi sekoittui viileään, happamaan veteen ja loi kemiallisen energiakeiton, joka olisi voinut antaa kipinän elämän evoluutiolle.
Syvällä valtameren pinnan alapuolella geotermisen toiminnan alueet muodostuvat mannerlaattojen rajoille, kun magma nousee maan vaipasta. Kylmä merivesi tihkuu näiden kuumien alueiden halkeamiin ja liuottaa kivestä mineraaleja. Kun kuuma vesi nousee halkeamista ja virtaa kylmään valtamereen, mineraalit saostuvat ulos muodostaen orgaanisen aineen savupiippuja", Camprubi-Casas selittää. Tuo neste on erittäin emäksistä ja sisältää paljon vetykaasua, ja hadean-kauden aikana Maan ilmakehä oli täynnä hiilidioksidia, josta suuri osa liukeni valtamereen, mikä teki valtamerestä hieman happaman.
Kun hydrotermisten aukkojen vesi yhdistyi veteen liuenneen hiilidioksidin kanssa, syntyneistä molekyyleistä tuli "kemiallisesti paljon aktiivisempia, ja voit alkaa lisätä typpeä aminohappojen valmistamiseksi tai typpeä ja happea DNA:n rakennuspalikoiden muodostamiseksi", Camprubi-Casas sanoi.
Elämän rakennuspalikoiden toimittaminen avaruudesta
Erään teorian mukaan elämän alkulähteeksi maapallolla on oletettu, että elämän rakennusaineet ovat peräisin asteroidien törmäyksistä, jotka olivat hadean-kaudella yleisempiä kuin nykyään. Asteroidilla jääkerros olisi suojannut yksinkertaisia sokereita ja pieniä aminohappoja — prebioottisen kemian raaka-aineita — suurelta määrältä auringon kovaa säteilyä, sanoo Partha Bera (avautuu uudessa välilehdessä) , NASA:n Bay Area Environmental Research Instituten tutkija.
"Nämä kappaleet altistuvat auringonvalolle miljoonien vuosien ajan, ja ne tuottavat radikaaleja — aktiivisia ainesosia — jotka voivat reagoida toistensa kanssa jopa alhaisessa lämpötilassa", Bera kertoi Live Science -lehdelle. Radikaalit ovat atomeja, molekyylejä tai ioneja, joilla on ylimääräinen elektroni, minkä vuoksi ne ovat valmiita reagoimaan minkä tahansa kanssa.
Tämän elämän syntyhypoteesin mukaan asteroidien iskeytyessä Maahan erittäin reaktiiviset molekyylit olisivat sekoittuneet valtameressä olevien muiden yksinkertaisten molekyylien kanssa ja luoneet monimutkaisen kemian, jota tarvitaan elämän käynnistämiseen. Tässä tapauksessa energialähteenä olisi ollut myös geoterminen lämpö, Bera sanoi.
Koska maapallon historian tältä ajanjaksolta on olemassa hyvin vähän (ja pieniä) kivinäytteitä, on mahdotonta tietää tarkalleen, mikä energialähde — aurinko, geoterminen kemia tai geoterminen lämpö — käynnisti elämän evoluution. Mutta laboratoriotutkimukset ja vilkas keskustelu auttavat meitä selvittämään mahdollisen alkuperämme.
