A biológusok nincsenek teljesen egyetértésben abban, hogy pontosan hol jelent meg az első élet a Földön. Lehet, hogy az óceán fenekén, sekély sziklamedencékben, vagy aszteroida-becsapódások által szállított építőelemekből fejlődött ki — vagy talán mindezek közül. Azt tudjuk, hogy a Földön minden életnek vízre van szüksége a túléléshez, tehát az élet valószínűleg ott alakult ki először. De a víz önmagában nem elég az élet beindításához; energiára is szükség van.
Ma a legtöbb élőlény cukrok metabolizálásából nyer energiát, de ezek a molekulák nem léteztek 3,7 milliárd évvel ezelőtt, amikor az élet először kifejlődött.
Milyen energiaforrások álltak rendelkezésre a Föld első lakóinak megjelenéséhez?
A Hádés eon idején (körülbelül 4,6-4 milliárd évvel ezelőtt) a Föld nagyrészt óceáni világ volt, és csak néha bukkantak ki vulkanikus szigetek a vízből. Az élet eredetének egyik elmélete szerint a Nap ultraibolya (UV) sugárzása segített létrehozni komplex molekulákat a vulkanikus szigetek sekély sziklamedencéiben, mondta Eloi Camprubi-Casas (új lapon nyílik meg) , a Texasi Egyetem Rio Grande Valley-i Egyetemének biológusa, aki az élet eredetét tanulmányozza.
"Az UV-sugárzás azért nagyszerű, mert olyan energikus, hogy ionizált molekulákat hoz létre, amelyek így reaktívabbak lesznek", és nagyobb valószínűséggel egyesülnek nagyobb, összetettebb molekulákká, amelyek az élet építőköveinek létrehozásához szükségesek - mondta Camprubi-Casas a Live Science-nek. Azonban "az UV-sugárzás olyan problémát is generál, hogy alapvetően lebont mindent, ami van" - mondta Camprubi-Casas. Tehát, még ha komplex molekulák is alakultak ki, azok is lebomlottak volna a napsugárzás miatt.
Camprubi-Casas és kollégái ezért gyanítják, hogy az élet eredete valahol a meleg tavaktól távolabb, a tenger fenekén játszódott le, ahol a forró, lúgos víz keveredett a hideg, savas vízzel, olyan kémiai energialevest hozva létre, amely szikrát adhatott az élet evolúciójához.
Mélyen az óceán felszíne alatt, a lemezhatároknál geotermikus aktivitású területek alakulnak ki, amikor a földköpenyből magma emelkedik fel. Ezeken a forró területeken hideg óceáni víz szivárog be a repedésekbe, és ásványi anyagokat old ki a kőzetből. Amikor a forró víz felemelkedik a repedésekből és a hideg óceánba áramlik, az ásványok kicsapódnak, és szerves anyagból álló "kéményeket" alkotnak" - magyarázta Camprubi-Casas. Ez a folyadék erősen lúgos és sok hidrogéngázt tartalmaz, és a hádész idején a Föld légköre tele volt szén-dioxiddal, amelynek nagy része az óceánba oldódott, így az óceán enyhén savas lett.
Amikor a hidrotermális forrásokból származó víz egyesült a vízben oldott szén-dioxiddal, a keletkező molekulák "kémiailag sokkal aktívabbá váltak, és elkezdhetünk nitrogént hozzáadni, hogy aminosavakat hozzanak létre, vagy nitrogént és oxigént hozzáadni, hogy a DNS építőköveit alkossák" - mondta Camprubi-Casas.
Az élet építőköveinek szállítása az űrből
A földi élet eredetéről szóló egyik elmélet szerint az élet építőköveit aszteroidabecsapódások szállították, amelyek a hádészban gyakoribbak voltak, mint manapság. Egy aszteroidán egy jégréteg védte volna az egyszerű cukrokat és a kis aminosavakat - a prebiotikus kémia alapanyagait - a Nap kemény sugárzásától, mondta Partha Bera (új lapon nyílik meg) , a NASA Bay Area Environmental Research Institute kutatója.
"Ezek a testek évmilliókig ki vannak téve a napfénynek, és olyan gyököket, hatóanyagokat termelnek, amelyek még alacsony hőmérsékleten is képesek egymással reagálni" - mondta Bera a Live Science-nek. A gyökök olyan atomok, molekulák vagy ionok, amelyeknek egy plusz elektronjuk van, így bármivel képesek reagálni.
Az élet keletkezésének hipotézise szerint, amikor ezek az aszteroidák becsapódtak a Földbe, a nagy reakcióképességű molekulák az óceánban lévő más egyszerű molekulákkal keveredve létrehozták az élet beindításához szükséges összetett kémiai folyamatokat. Ebben az esetben az energiaforrás szintén a geotermikus hő lett volna, mondta Bera.
Mivel a Föld történetének ebből az időszakából nagyon kevés (és kicsi) kőzetminta létezik, nem lehet pontosan tudni, hogy melyik energiaforrás - a Nap, a geotermikus kémia vagy a geotermikus hő - indította el az élet evolúcióját. De a laboratóriumokban végzett kutatások és a sok élénk vita segíteni fog nekünk a lehetséges eredetünk meghatározásában.
