Mélyben fortyogó molekulák

A kutatók sem értenek egyet abban, hogy hol jelent meg az élet a Földön. Előfordulhat, hogy az óceán fenekén, esetleg sekély vízparti öblökben, vagy egy aszteroida becsapódása által szállított építőelemekből jött létre – vagy talán az előbbiek mindegyike szerepet játszott benne. Na de milyen energiaforrás indította el az élet evolúcióját?

Asteroid impacting Earth, illustration Fotó: SEBASTIAN KAULITZKI/SCIENCE PHOT

Az alapvető kémiai anyagok, amelyek egy primitív élő szervezet felépítéséhez kellenek, vagy a Földön kívülről érkezhettek, vagy itt helyben keletkezhettek. Tudjuk, hogy a földi élet fennmaradásához folyékony vízre van szükség, ezért valószínűleg vizes környezetben alakult ki először az élet. De a víz önmagában nem elég – energia is kell, ami vagy a Napból, vagy az óceán fenekén lévő geotermikus hőből származott.

Körülbelül 4,6–4 milliárd évvel ezelőtt a Föld nagyrészt óceáni világ volt, időnként vulkáni szigetek emelkedtek ki a vízből. Az élet eredetével kapcsolatos egyik elmélet szerint a Nap ultra­ibolya sugárzása segítette a komplex molekulák létrehozását a vulkáni szigetek sekély vízmélységű medencéiben. Eloi Camprubi-Casas biológus, aki az élet eredetét tanulmányozza a Texas Egyetemen, úgy véli, hogy az ultraibolya-sugárzás reakcióképes molekulákat hozott létre, amelyek nagyobb valószínűséggel egyesültek olyan összetettebb molekulákká, amelyek az élet építőköveihez szükségesek. 

A Live ­Science tudományos portálnak nyilatkozó szakember szerint azonban az ultraibolya sugárzás mindent lebont. Tehát még az elsőként kialakuló összetett molekulák is szétestek a napsugárzás ­miatt. Ezért gyanítja Eloi Camprubi-Casas, hogy az élet a tengerfenéken kezdett kialakulni.

Erre pompás helyek az úgynevezett hidrotermális kürtők, amelyek ­leggyakrabban az óceánközepi lemezhatárok közelében, az óceánok fenekén alakulnak ki. A repedésekben a forró magma felhevíti a vizet, ami a magas hőmérsékleten sok ásványi anyagot old ki. Miután a hasadékból kijut a keverék, a pár fokos tengervíz lehűti, emiatt az ionok egy része kicsapódik és lerakódik a nyílások peremén, lassan kialakítva e meleg források jellegzetes kéményformáját. 

Eloi Camprubi-Casas szerint a kürtök közelében a víz erősen lúgos és sok hidrogéngázt tartalmaz. 3,6 milliárd éve a Föld légköre tele volt szén-dioxiddal, amelynek nagy része feloldódott az óceánban, és enyhén savassá tette azt. Amikor a hidrotermális nyílásokból származó víz a vízben oldott szén-dioxiddal egyesül, a keletkező molekulák kémiailag sokkal aktívabbakká válnak. Ha volt ott nitrogén, létrejöhettek az aminosavak, illetve ha nitrogén mellett oxigén is volt – márpedig a vízben sok ilyen gáz van oldott állapotban –, a DNS építőkövei is rendelkezésre állnak.

A földi élet eredetére vonatkozó másik elmélet, a pánspermia elmélete szerint az élet valahol máshol keletkezett (például egy másik bolygón), és ez természetes vagy mesterséges módon jutott el a Földre. 

Az élet építőköveit aszteroidabecsapódások hozhatták, amelyek gyakoribbak voltak egykoron, mint manapság. Egy aszteroida jeges felszíne megvédte az egyszerű cukrokat és a kis aminosavakat a Nap sugárzásától. Partha Bera, a NASA kutatója szerint, noha ezek a Naprendszerben évmilliárdokon keresztül vándorló testek ki vannak téve a napsugárzásnak, a felszín alatt formálódó molekulák az alacsony hőmérsékleten is reakcióba léphetnek egymással. Amikor ezek az aszteroidák becsapódtak a Földbe, az általuk hozott rendkívül reakcióképes molekulák más egyszerű, a tengervízben formálódó molekulákkal keveredtek, majd beindították az élet ugrásszerű elindításához szükséges kémiai folyamatokat. Ebben az esetben az energiaforrás is a geotermikus hő lett volna – mondta Partha Bera.

Mivel nagyon kevés (és kicsi) kőzetminta létezik a Föld történetének ebből az időszakából, nem lehet pontosan tudni, hogy melyik energiaforrás indította be az élet fejlődését. De a laboratóriumokban végzett kutatás és a sok élénk vita segít abban, hogy tisztázzuk lehetséges eredetünket.

Borítókép: A pánspermia elmélet szerint az élet valahol máshol keletkezett (Fotó: Europress/AFP)