6000 metrų gylyje – neįprastas reiškinys. „Tai gali suteikti itin svarbių užuominų, kaip Žemėje atsirado gyvybė“

Ramiojo vandenyno gelmėse – beveik 6 000 metrų gylyje, Marianų lovyje – yra hidroterminių angų grupė, kuri gali suteikti itin svarbių užuominų, kaip Žemėje atsirado gyvybė.

Būtent tokią išvadą padarė Japonijos Rikeno mokslinių tyrimų instituto ir Tokijo technologijų instituto mokslininkų grupė, atlikusi naują tyrimą. Ši hidroterminių angų grupė išsiskiria tuo, jog sugeba gaminti energiją be gyvų ląstelių pagalbos.

Tyrimas publikuotas žurnale „Nature Communications“.

Aplink šias angas mokslininkai aptiko nanostruktūrų, kurios gali funkcionuoti kaip selektyvūs jonų kanalai, t. y. jos atlieka savotiškų povandeninių filtrų funkcijas – praleidžia tam tikras krūvį turinčias daleles, o kitas blokuoja.

Šios atrankos metu gali susidaryti nedidelis, bet reikšmingas įtampos skirtumas, visai nepanašus į organinius kanalus, esančius mūsų pačių ląstelių membranose. Tai, kad šiuo atveju nedalyvauja jokios organinės medžiagos, leidžia manyti, kad energijos generavimas – vadinamoji osmosinė energijos konversija – Žemėje galėjo vykti dar prieš atsirandant gyvybei ir sukurti tinkamą aplinką gyvoms ląstelėms atsirasti.

„Spontaniškas jonų kanalų formavimasis, aptiktas giliųjų vandenų hidroterminėse angose, turi tiesioginių implikacijų gyvybės atsiradimui Žemėje ir už jos ribų“, – teigė biochemikas Ryuhei Nakamura iš Rikeno instituto.

Hidroterminės angos – tai silpnosios vietos, kuriose magmos įkaitintas vanduo prasiskverbia į Žemės plutą, o tuomet vėl patenka į vandenyną. Šis perdirbtas vanduo būna kupinas mineralų ir energijos, todėl mokslininkai mano, kad giliųjų vandenų hidroterminės angos galėjo atlikti svarbų vaidmenį atsirandant gyvybei.

Šiame tyrime analizuojamos angos yra sudarytos iš sudėtingo mineralų mišinio, todėl yra ypač įdomios tyrimams.

Kruopščiai ištyrus 84 cm magnio hidroksido mėginį, paaiškėjo, kad kristalai jame išsidėstę tiesiais kanalais, kurie kontroliuoja per angą tekančio skysčio srautą ir paviršiuje sukuria įtampos skirtumą.

„Netikėtai atradome, kad osmosinė energijos konversija, gyvybiškai svarbi šiuolaikinių augalų, gyvūnų ir mikrobų funkcija, gali vykti ir be gyvų ląstelių geologinėje aplinkoje“, – teigė R. Nakamura.

Be gyvybės ištakų, šis atradimas gali padėti plėtojant mėlynosios energijos gavybą – procesą, kai osmosinė energija išnaudojama elektros energijai gauti, pasitelkiant skirtumus tarp sūraus ir gėlo vandens. Pasinaudodami keliais patarimais iš gamtos, galbūt galėsime pagerinti šių metodų efektyvumą, prieinamumą ir ekologiškumą.

Tačiau svarbiausia, kad tai priartina mus prie atsakymo į klausimą, kaip organinė gyvybė galėjo atsirasti iš neorganinių medžiagų, ir kaip tai galėjo įvykti Žemėje prieš milijardus metų.

Mokslininkai turi daug įvairių gyvybės atsiradimo versijų, ir hidroterminės angos tikrai gali būti su jomis susijusios.

„Mūsų tyrimas pademonstruoja, kaip osmosinė energijos konversija, gyvybiškai svarbi šiuolaikinės gyvybės funkcija, gali vykti geologinėje aplinkoje be jokios gyvybės“, – pažymi R. Nakamura.

Parengta pagal „Riken“, „Science Alert“, NOAA, „Nature Communications“