Aký zdroj energie podnietil vývoj života?

Aký zdroj energie podnietil vývoj života?

Biológovia sa úplne nezhodujú v tom, kde presne sa na Zemi objavil prvý život. Mohol sa vyvinúť na dne oceánu, v plytkých skalných bazénoch alebo zo stavebných kameňov, ktoré dodali dopady asteroidov, alebo možno zo všetkých uvedených možností. Vieme, že všetok život na Zemi potrebuje na prežitie vodu, takže život sa pravdepodobne najprv vyvinul v nej. Samotná voda však na vznik života nestačí, potrebuje aj energiu.

Dnes väčšina živých organizmov získava energiu z metabolizmu cukrov, ale tieto molekuly pred 3,7 miliardami rokov, keď sa vyvinul život, neexistovali. 

Aké zdroje energie teda boli k dispozícii, aby sa mohli objaviť prví obyvatelia Zeme?

Počas hadejského eónu (približne pred 4,6 až 4 miliardami rokov) bola Zem prevažne oceánskym svetom s občasnými sopečnými ostrovmi vystupujúcimi z vody. Jedna z teórií o vzniku života hovorí, že ultrafialové (UV) žiarenie zo Slnka pomohlo vytvoriť zložité molekuly v plytkých skalných bazénoch na sopečných ostrovoch, povedal Eloi Camprubi-Casas (otvorí sa v novej záložke) , biológ, ktorý skúma vznik života na Texaskej univerzite v Rio Grande Valley. 

"UV [žiarenie] je skvelé, pretože je také energetické, že vytvára ionizované molekuly, čím sa stávajú reaktívnejšími" a je pravdepodobnejšie, že sa spoja do väčších a zložitejších molekúl potrebných na vytvorenie stavebných prvkov života, povedal Camprubi-Casas pre Live Science. Avšak "UV žiarenie generuje aj problém, že v podstate rozkladá všetko, čo máte," povedal Camprubi-Casas. Takže aj keď sa vytvorili zložité molekuly, aj tie by sa kvôli slnečnému žiareniu rozpadli.

Preto Camprubi-Casas a jeho kolegovia predpokladajú, že život vznikol niekde ďaleko od týchto teplých rybníkov — na dne mora, kde sa horúca, alkalická voda zmiešala s chladnou, kyslou vodou, čím vznikla polievka chemickej energie, ktorá mohla poskytnúť iskru pre vývoj života.

Hlboko pod povrchom oceánov sa na hraniciach platní vytvárajú oblasti geotermálnej aktivity, keď magma vystupuje zo zemského plášťa. Studená oceánska voda preniká do trhlín v týchto horúcich oblastiach a rozpúšťa minerály z horniny. Keď horúca voda stúpa z puklín a vteká do studeného oceánu, minerály sa zrážajú a vytvárajú "komíny" z organického materiálu," vysvetlil Camprubi-Casas. Táto tekutina je vysoko alkalická a obsahuje veľa plynného vodíka, pričom v období Hadeanu zemská atmosféra prekypovala oxidom uhličitým, ktorého veľká časť sa rozpustila v oceáne, čím sa oceán stal mierne kyslým.

Keď sa voda z hydrotermálnych prieduchov spojila s oxidom uhličitým rozpusteným vo vode, výsledné molekuly sa stali "oveľa chemicky aktívnejšími a môžete začať pridávať dusík, aby ste vytvorili aminokyseliny, alebo pridávať dusík a kyslík, aby ste vytvorili stavebné kamene DNA," povedal Camprubi-Casas.

Dodávanie stavebných prvkov života z vesmíru

Jedna z teórií o vzniku života na Zemi predpokladá, že stavebné prvky života boli dodané dopadmi asteroidov, ktoré boli v hadejskom období častejšie ako dnes. Na asteroide by vrstva ľadu chránila jednoduché cukry a malé aminokyseliny — suroviny potrebné pre prebiotickú chémiu — pred veľkým množstvom ostrého slnečného žiarenia, povedal Partha Bera (otvorí sa v novej záložke) , vedecký pracovník v Bay Area Environmental Research Institute NASA.

"Tieto telesá sú milióny rokov vystavené slnečnému žiareniu a produkujú radikály — aktívne zložky — ktoré môžu navzájom reagovať aj pri nízkej teplote," povedal Bera pre Live Science. Radikály sú atómy, molekuly alebo ióny s jedným elektrónom navyše, vďaka čomu sú pripravené reagovať s čímkoľvek. 

Podľa tejto hypotézy o vzniku života by sa pri dopade týchto asteroidov na Zem vysoko reaktívne molekuly zmiešali s inými jednoduchými molekulami v oceáne a vytvorili by komplexnú chémiu potrebnú na vznik života. V tomto prípade by zdrojom energie bolo aj geotermálne teplo, povedal Bera.

Keďže z tohto obdobia histórie Zeme existuje len veľmi málo (a malých) vzoriek hornín, nie je možné presne určiť, ktorý zdroj energie — Slnko, geotermálna chémia alebo geotermálne teplo — podnietil vývoj života. Výskum v laboratóriách a množstvo vášnivých diskusií nám však pomôžu vyriešiť náš možný pôvod.

Scince and No