Biologerna är inte helt överens om exakt var det första livet på jorden uppstod. Det kan ha utvecklats på havets botten, i grunda stenbassänger eller från byggstenar som levererats av asteroidnedslag — eller kanske allt detta. Vi vet dock att allt liv på jorden behöver vatten för att överleva, så det är troligt att livet först utvecklades där. Men vatten i sig är inte tillräckligt för att skapa liv; det behövs också energi.
Idag får de flesta levande varelser sin energi från att omsätta socker, men dessa molekyler fanns inte för 3,7 miljarder år sedan, när livet först utvecklades.
Vilka energikällor fanns tillgängliga för att hjälpa jordens första invånare att dyka upp?
Under Hadean eon (för cirka 4,6 miljarder till 4 miljarder år sedan) var jorden till stor del en havsvärld, med enstaka vulkanöar som stack upp ur vattnet. En teori om livets ursprung är att ultraviolett strålning (UV-strålning) från solen bidrog till att skapa komplexa molekyler i grunda stenbassänger på vulkanöar, säger Eloi Camprubi-Casas (öppnas i ny flik) , en biolog som studerar livets ursprung vid University of Texas Rio Grande Valley.
"UV-strålning är bra eftersom den är så energirik att den genererar joniserade molekyler, vilket gör dem mer reaktiva och mer benägna att kombineras till större och mer komplexa molekyler som behövs för att generera byggstenarna för liv", säger Camprubi-Casas till Live Science. Men "UV-strålning genererar också ett problem med att i princip bryta ner allt du har", sade Camprubi-Casas. Så även om komplexa molekyler bildades skulle de också ha försämrats på grund av solens strålning.
Därför misstänker Camprubi-Casas och hans kollegor att livets uppkomst skedde någonstans långt bort från dessa varma dammar — på havets botten, där varmt, alkaliskt vatten blandas med kallt, surt vatten och skapar en soppa av kemisk energi som kan ha varit en gnista för livets utveckling.
Djupt under havsytan bildas områden med geotermisk aktivitet vid plattgränserna när magma stiger upp från jordens mantel. Kallt havsvatten sipprar in i sprickor i dessa heta områden och löser upp mineraler från berget. När det varma vattnet stiger upp ur sprickorna och rinner ut i det kalla havet fälls mineralerna ut och bildar "skorstenar" av organiskt material", förklarar Camprubi-Casas. Denna vätska är starkt alkalisk och innehåller mycket vätgas, och under Hadean var jordens atmosfär sprängfylld med koldioxid, av vilken mycket löstes upp i havet, vilket gjorde havet något surt.
När vatten från hydrotermiska skorstenar kombinerades med koldioxid löst i vatten blev de resulterande molekylerna "mycket mer kemiskt aktiva, och du kan börja lägga till kväve för att göra aminosyror eller lägga till kväve och syre för att bilda DNA:s byggstenar", säger Camprubi-Casas.
Leverera livets byggstenar från rymden
En teori om livets ursprung på jorden är att livets byggstenar levererades genom asteroidnedslag, som var vanligare under Hadean än i dag. På en asteroid skulle ett lager av is ha skyddat enkla sockerarter och små aminosyror — råvarorna som behövs för prebiotisk kemi — från en stor del av solens hårda strålning, säger Partha Bera (öppnas i ny flik) , en forskare vid NASA:s Bay Area Environmental Research Institute.
"Dessa kroppar utsätts för solljus i miljontals år och producerar radikaler — aktiva ingredienser — som kan reagera med varandra även vid låga temperaturer", säger Bera till Live Science. Radikaler är atomer, molekyler eller joner med en extra elektron, vilket gör dem redo att reagera med vad som helst.
Enligt denna hypotes om livets ursprung skulle de mycket reaktiva molekylerna ha blandats med andra enkla molekyler i havet när asteroiderna slog ner på jorden för att skapa den komplexa kemi som krävs för att starta livet. I det här fallet skulle energikällan också ha varit geotermisk värme, säger Bera.
Eftersom det finns mycket få (och små) stenprover från denna period i jordens historia är det omöjligt att veta exakt vilken energikälla — solen, geotermisk kemi eller geotermisk värme — som utlöste livets utveckling. Men forskning i laboratorier och en hel del livlig debatt kommer att hjälpa oss att reda ut vårt möjliga ursprung.
