Blesky v kvapkách vody: Vedci odhalili prelomový výskum o vzniku života na Zemi

Život na našej planéte možno nevznikol po dramatickom údere blesku do oceánu, ako sa dlho predpokladalo. Namiesto toho mohol vzniknúť z mnohých menších „mikrobleskových“ výbojov medzi kvapkami vody z padajúcich vodopádov alebo rozbíjajúcich sa vĺn.

Nový výskum zo Stanfordovej univerzity ukazuje fascinujúci proces, ktorý mohol stáť na začiatku života, ako ho poznáme dnes. Informuje o tom web phys aj štúdia uverejnená na portáli science.

Objavenie sily mikrobleskových výbojov

Vedci zistili, že voda rozprášená do zmesi plynov, o ktorých sa predpokladá, že boli prítomné v ranej atmosfére Zeme, môže viesť k tvorbe organických molekúl s väzbami uhlík-dusík. Medzi týmito molekulami bol dokonca aj uracil – jedna zo základných zložiek DNA a RNA, bez ktorých by život nebol možný.

Túto štúdiu, publikovanú v časopise Science Advances, viedol Richard Zare, profesor chémie zo Stanfordovej univerzity humanitných a prírodných vied.

„Mikroelektrické výboje medzi opačne nabitými vodnými mikrokvapkami vytvárajú všetky organické molekuly, ktoré boli predtým pozorované v Miller-Ureyovom experimente. Navrhujeme, že ide o nový mechanizmus pre prebiotickú syntézu molekúl, ktoré tvoria stavebné prvky života,“ vysvetľuje profesor Zare.

Spochybnenie tradičnej teórie

Po niekoľkých miliardách rokov od svojho vzniku mala Zem pravdepodobne vírivú zmes chemikálií, ale takmer žiadne organické molekuly s väzbami uhlík-dusík. Tieto väzby sú pritom nevyhnutné pre proteíny, enzýmy, nukleové kyseliny, chlorofyl a ďalšie zlúčeniny, ktoré dnes tvoria živé organizmy.

Ako tieto biologické komponenty vznikli, vedcov dlho miatlo. Miller-Ureyov experiment z roku 1952 ponúkol jedno možné vysvetlenie: blesky udierajúce do oceánu a interagujúc s prvotnými plynmi planéty ako metán, amoniak a vodík mohli vytvoriť tieto organické molekuly.

Kritici tejto teórie však poukazovali na to, že blesky sú príliš zriedkavé a oceán príliš veľký a rozptýlený, aby to mohla byť realistická príčina vzniku života.

Ako funguje mikroblesková reakcia

Zare spolu s postdoktorandskými výskumníkmi Yifanom Mengom, Yu Xiaom a doktorandom Jinhengom Xu navrhujú inú možnosť. Tím najprv skúmal, ako kvapky vody získavali rôzne elektrické náboje, keď sa rozdelili rozprášením alebo špliechaním.

Zistili, že väčšie kvapky často niesli pozitívne náboje, zatiaľ čo menšie boli negatívne. Keď sa opačne nabité kvapky dostali blízko k sebe, medzi nimi preskočili iskry. Zare to nazýva „mikrobleskom“, pretože tento proces súvisí so spôsobom, akým sa v oblakoch hromadí a vybíja energia v podobe bleskov. Výskumníci použili vysokorýchlostné kamery na zdokumentovanie zábleskov svetla, ktoré ľudské oko ťažko vníma.

Aj keď drobné záblesky mikroblesku môžu byť ťažko viditeľné, stále nesú veľké množstvo energie. Vedci túto silu demonštrovali rozprášením vody s izbovou teplotou do plynnej zmesi obsahujúcej dusík, metán, oxid uhličitý a čpavok – všetky plyny, o ktorých sa predpokladá, že boli prítomné na ranej Zemi.

Nové chápanie vzniku života

Výsledkom tohto procesu bola tvorba organických molekúl s väzbami uhlík-dusík, vrátane kyanovodíka, aminokyseliny glycínu a už spomínaného uracilu. Tieto zlúčeniny predstavujú základné stavebné kamene života.

Výskumníci tvrdia, že tieto zistenia naznačujú, že to neboli nevyhnutne údery bleskov, ale drobné iskry vytvorené narážajúcimi vlnami alebo vodopádmi, ktoré naštartovali život na našej planéte.

„Na ranej Zemi vyvierala voda v puklinách alebo na skalách. Mohli sa hromadiť a vytvárať túto chemickú reakciu,“ povedal Zare. „Myslím, že to prekonáva mnohé problémy, ktoré ľudia majú s Miller-Ureyovou hypotézou.“

Tento výskum ponúka fascinujúci pohľad na to, ako mohol život na Zemi začať z nenápadných, ale početných mikroelektrických výbojov. Namiesto dramatických bleskov to mohli byť milióny drobných iskier medzi kvapkami vody v prvotnom prostredí našej planéty, ktoré vytvorili prvé stavebné bloky života.

Táto predstava nielen prekonáva kritické obmedzenia predchádzajúcich teórií, ale zároveň navrhuje mechanizmus, ktorý by mohol fungovať v rozmanitých prostrediach ranej Zeme.

Keď si predstavíš ranú Zem s jej búrlivými oceánmi, divokými riekami a majestátnymi vodopádmi, všetky tieto vodné útvary mohli fungovať ako prírodné laboratóriá. Vytvárali základné molekuly života v nepredstaviteľnom množstve mikroreakcií.

Takýto mechanizmus by vysvetlil, ako sa organické molekuly mohli vytvárať dostatočne rýchlo a v dostatočnom množstve. Dokázali by prekonať rozpúšťacie účinky prvotných vodných prostredí.

Čítajte viac z kategórie: Zaujímavosti