Kako se skuvala "praiskonska supa": Naučnici ponovili eksperiment o nastanku života na Zemlji i otkrili novu mogućnost

"Živ je! ŽIV JE!"

U filmu Frankenštajn iz 1931. godine, doktor Henri Frankenštajn izgovara ove reči u trenutku trijumfa, dok munje i energija sevaju oko njega. Njegovo čudovište počinje da se pomera na laboratorijskom stolu, oživljeno snagom električne energije.

Možda je upravo električna energija bila ključna i za nastanak života na Zemlji milijardama godina ranije – samo sa manje drame nego u ovom filmskom klasiku.

Zemlja je stara oko 4,5 milijardi godina, a najstariji direktni fosilni dokazi o životu – stromatoliti, odnosno mikroskopski organizmi sačuvani u slojevima poznatim kao mikrobne prostirke – datiraju od pre oko 3,5 milijardi godina. Ipak, neki naučnici veruju da je život nastao još ranije, iz organskih molekula koji su se akumulirali u prastarim vodenim telima, supi poznatoj kao "praiskonska supa".

Ali odakle su došli ti organski molekuli? Još pre nekoliko decenija, istraživači su sugerisali da su hemijske reakcije izazvane udarima groma u prastarim okeanima mogle spontano proizvesti organske molekule.

Nova studija, objavljena 14. marta u časopisu Science Advances, sada predlaže još jednu mogućnost – gotovo nevidljive "mikro-munje", koje nastaju između naelektrisanih kapljica vodene magle, možda su bile dovoljno jake da stvore aminokiseline iz neorganskih materijala. Aminokiseline su osnovni gradivni blokovi života i ključni korak u njegovom nastanku.

Photo by Greg Rosenke on Unsplash

Mikro-munje i nastanak života

"Apsolutno je jasno da je neka vrsta energetske katalize bila potrebna kako bi se olakšale reakcije koje su dovele do pojave života na Zemlji," kaže dr Eimi Dž. Vilijams, astrobiolog i geobiolog sa Univerziteta na Floridi.

Za formiranje aminokiselina neophodni su atomi azota koji mogu da se povežu sa ugljenikom. Međutim, da bi se oslobodili atomi iz gasovitog azota, potrebno je raskinuti snažne molekularne veze, što zahteva ogromnu količinu energije, objašnjava Vilijams, koja nije bila uključena u istraživanje.

"Munje, a u ovom slučaju mikro-munje, imaju energiju da prekinu molekularne veze i tako omoguće stvaranje novih molekula ključnih za nastanak života na Zemlji," rekla je Vilijams za CNN.

Profimedia

Eksperiment inspirisan prošlošću

Kako bi simulirali uslove u kojima su nastali prvi organski molekuli, istraživači su se oslonili na čuveni eksperiment iz 1953. godine, kada su hemičari Stenli Miler i Harold Juri stvorili gasovitu mešavinu koja je imitirala atmosferu drevne Zemlje.

Miler i Juri su pomešali amonijak (NH₃), metan (CH₄), vodonik (H₂) i vodenu paru u staklenoj sferi, a zatim kroz tu "atmosferu" pustili električne pražnjenja. Rezultat su bile jednostavne aminokiseline koje sadrže ugljenik i azot. Njihov eksperiment podržao je naučnu teoriju abiogeneze – ideju da život može nastati iz neživih molekula.

U novoj studiji, naučnici su ponovili eksperiment iz 1953. godine, ali su se fokusirali na električnu aktivnost u mnogo manjoj razmeri, objašnjava dr Ričard Zare, profesor hemije na Univerzitetu Stenford u Kaliforniji.

Profimedia

On i njegov tim proučavali su razmenu elektriciteta između sićušnih kapljica vode, prečnika od 1 do 20 mikrona. (Za poređenje, prečnik ljudske dlake je oko 100 mikrona.)

"Velike kapljice su pozitivno naelektrisane, a male su negativno naelektrisane," rekao je Zare. "Kada se suprotno naelektrisane kapljice nađu blizu, elektroni mogu da pređu sa negativno naelektrisane na pozitivno naelektrisanu kapljicu."

Naučnici su u staklenoj komori pomešali amonijak, ugljen-dioksid, metan i azot, a zatim su kroz tu gasnu mešavinu prskali vodenu maglu. Brza kamera zabeležila je sitne bljeskove mikro-munja u pari. Kada su analizirali sadržaj komore, otkrili su prisustvo organskih molekula sa ugljenik-azot vezama, uključujući aminokiselinu glicin i uracil, koji je ključni deo RNK.

Mikro-munje ili hidrotermalni izvori?

Munje su moćna demonstracija električne energije, ali su nepredvidive i povremene. Čak i na haotičnoj Zemlji pre nekoliko milijardi godina, udari groma možda nisu bili dovoljno česti da proizvedu dovoljne količine aminokiselina za nastanak života, kaže Zare.

S druge strane, vodena magla bila je daleko češća od munja. Verovatniji scenario je da su mikro-munje, koje su stalno sevaju u oblacima magle, omogućile postepeno nakupljanje aminokiselina u barama i lokvama. Te molekule su se zatim mogle spojiti u složenije strukture, što je kasnije dovelo do evolucije života.

Profimedia

"Otkrili smo da mikro-pražnjenja između naelektrisanih kapljica vode mogu da proizvedu iste organske molekule koje su zabeležene u Miler-Jurijevom eksperimentu," rekao je Zare. "Predlažemo da je ovo novi mehanizam prebiotičke sinteze molekula koji čine osnovu života."

Ipak, pitanje o poreklu života i dalje ostaje otvoreno.

Jedna alternativna hipoteza sugeriše da su prve aminokiseline nastale na morskom dnu, u blizini hidrotermalnih izvora, gde su ekstremna temperatura, pritisak i bogate hemijske supstance omogućile njihov nastanak.

Druga teorija, poznata kao panspermija, tvrdi da organski molekuli uopšte nisu nastali na Zemlji, već su doneti iz svemira putem kometa ili fragmenata asteroida.

"Još uvek ne znamo tačan odgovor," rekao je Zare. "Ali sada smo bliži razumevanju mogućeg scenarija."

Iako potpuni detalji o nastanku života možda nikada neće biti otkriveni, studija donosi novu perspektivu.

"Voda je ključni element života na Zemlji, a iz svemira je poznata kao ‘Plava planeta’," kaže Vilijams. "Možda je upravo voda, koja nas održava u životu, odigrala mnogo veću ulogu u samom nastanku života nego što smo ranije mislili," zaključuje, a prenosi CNN.

BONUS VIDEO:

Instalirajte našu iOS ili android aplikaciju – 24sedam Vest koja vredi