Δημιουργώντας πρωτοκύτταρα σε ζεστό, αλκαλικό θαλασσινό νερό, μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστημιακό Κολέγιο Λονδίνου (UCL)( ανακάλυψε ότι η προέλευση της ζωής θα μπορούσε να ξεκινήσει σε υδροθερμικές αναβλύσεις (πίδακες)στη βαθιά θάλασσα και όχι σε ρηχές ζεστές λίμνες.
Τα προηγούμενα πειράματα απέτυχαν να προωθήσουν το σχηματισμό πρωτοκυττάρων – που θεωρείται ως ένα βασικό βήμα για την ανάπτυξη κυτταρικής ζωής σε τέτοια περιβάλλοντα, αλλά η νέα μελέτη διαπιστώνει ότι η θερμότητα και η αλκαλικότητα μπορεί να μην είναι μόνο ένα αποδεκτό περιβάλλον, αλλά απαραίτητο για να ξεκινήσει η ζωή.
“Υπάρχουν πολλές ανταγωνιστικές θεωρίες ως προς το πού και πώς ξεκίνησε η ζωή. Οι υποθαλάσσιες υδροθερμικές αναβλύσεις είναι από τις πιο ελπιδοφόρες τοποθεσίες για το ξεκίνημα της ζωής – τα ευρήματά μας τώρα προσθέτουν νέα στοιχεία σε αυτή τη θεωρία με σταθερά πειραματικά στοιχεία”, δήλωσε ο επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής Nick Lane στο UCL.
Βαθιά κάτω από τις θάλασσες της Γης υπάρχουν αεραγωγοί όπου το θαλασσινό νερό έρχεται σε επαφή με ορυκτά από το φλοιό του πλανήτη, αντιδρώντας με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργηθεί ένα ζεστό, αλκαλικό (υψηλό pH) περιβάλλον που περιέχει υδρογόνο. Η διαδικασία δημιουργεί καμινάδες πλούσιες σε ανόργανα άλατα με αλκαλικά και όξινα υγρά, παρέχοντας έτσι μια πηγή ενέργειας, που διευκολύνει τις χημικές αντιδράσεις μεταξύ υδρογόνου και διοξειδίου του άνθρακα για να σχηματίσουν όλο και πιο πολύπλοκες οργανικές ενώσεις.
Μερικά από τα παλαιότερα απολιθώματα του κόσμου, που ανακαλύφθηκαν από μια ομάδα προέρχονταν από τέτοιες υποβρύχιες οπές.
Οι επιστήμονες που ερευνούν την προέλευση της ζωής έχουν κάνει μεγάλη πρόοδο με πειράματα για να αναδημιουργήσουν τις αρχικές χημικές διεργασίες στις οποίες θα έχουν αναπτυχθεί βασικοί κυτταρικοί σχηματισμοί. Η δημιουργία πρωτοκυττάρων υπήρξε ένα σημαντικό βήμα, καθώς μπορούν να θεωρηθούν ως η πιο βασική μορφή ενός κυττάρου, που αποτελείται από μια μεμβράνη διπλής όψης γύρω από ένα υδατικό διάλυμα – ένα κύτταρο με ένα καθορισμένο όριο και εσωτερικό διαμέρισμα.
Προηγούμενα πειράματα για τη δημιουργία πρωτοκυττάρων από φυσικά απλά μόρια – συγκεκριμένα τα λιπαρά οξέα – είχαν πετύχει σε δροσερό, γλυκό νερό, αλλά μόνο υπό πολύ αυστηρά ελεγχόμενες συνθήκες, ενώ τα πρωτοκύτταρα έχουν απομονωθεί σε πειράματα σε υδροθερμικά περιβάλλοντα σαν γκέϊζερ.
Για την παρούσα μελέτη, η ερευνητική ομάδα προσπάθησε να δημιουργήσει πρωτο-κύτταρα με ένα μείγμα διαφορετικών λιπαρών οξέων και λιπαρών αλκοολών που δεν είχαν χρησιμοποιηθεί προηγουμένως.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα μόρια με μακρύτερες αλυσίδες άνθρακα χρειάζονται θερμότητα για να σχηματιστούν. Ένα αλκαλικό διάλυμα βοήθησε τα νεαρά κύτταρα να διατηρήσουν το ηλεκτρικό τους φορτίο. Ένα περιβάλλον αλμυρού νερού αποδείχθηκε επίσης χρήσιμο, καθώς τα λιπαρά μόρια συσφίγγονταν μαζί πιο πολύ σε ένα αλμυρό υγρό, σχηματίζοντας έτσι πιο σταθερά κυστίδια.
Για πρώτη φορά, οι ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν αυτόνομα συναρμολογούμενα πρωτοκύτταρα σε περιβάλλον παρόμοιο με εκείνο των υδροθερμικών αεραγωγών. Διαπίστωσαν ότι η θερμότητα, η αλκαλικότητα και το αλάτι δεν εμπόδισαν τον σχηματισμό πρωτοκυττάρων, αλλά την ευνόησαν ενεργά.
“Στα πειράματά μας, δημιουργήσαμε ένα από τα βασικά συστατικά της ζωής κάτω από συνθήκες που αντανακλούν περισσότερο τα αρχαία περιβάλλοντα από ό, τι πολλές άλλες εργαστηριακές μελέτες. Δεν γνωρίζουμε ακόμα πού σχηματίσθηκε η ζωή, αλλά η μελέτη μας δείχνει ότι δεν μπορείτε να αποκλείσετε τη δυνατότητα υδροθερμικών αναβλύσεων”, δήλωσαν οι ερευνητές.
Οι ερευνητές επίσης επισημαίνουν ότι οι υδροθερμικοί αεραγωγοί στα βαθιά νερά δεν είναι μοναδικοί στη Γη.
Ο καθηγητής Nick Lane δήλωσε: “Οι αποστολές στο διάστημα έχουν βρει στοιχεία ότι τα παγωμένα φεγγάρια του Δία και του Κρόνου θα μπορούσαν επίσης να έχουν ομοίως αλκαλικές υδροθερμικές οπές στις θάλασσες τους. Ενώ δεν έχουμε δει καμία απόδειξη ζωής σε αυτά τα φεγγάρια, αν θέλουμε να βρούμε ζωή σε άλλους πλανήτες ή σε φεγγάρια, μελέτες όπως οι δικές μας μπορούν να μας βοηθήσουν να αποφασίσουμε πού μπορούμε να κοιτάξουμε. “
