Elképesztő: a Mariana-árok egy hatalmas élőlény? A kutatók szerint élő szervezethez hasonlóan működik a mélyben

Az Élet Kezdetének Kulcsa? Energiát Átalakító Struktúrák a Mariana-árok Mélyén

Egy nemrégiben publikált tanulmány szerint a Csendes-óceán legmélyebb pontján, a Mariana-árokban található hidrotermális kürtők körül eddig ismeretlen szerkezetek képesek olyan energiaátalakítási folyamatokat végezni, amelyek kísértetiesen hasonlítanak az élő szervezetek működésére. A kutatók szerint ezek az apró, szervetlen struktúrák olyan folyamatokat hajtanak végre, amelyek kulcsfontosságúak a mai növényi, állati és mikrobiális élet számára.

Hogyan Kezdődött Az Élet?

Számos elmélet létezik arról, hogyan alakult ki az élet a Földön, de a tudósok között leginkább elfogadott az a nézet, miszerint az első élő szervezetek kialakulása a mélytengeri hidrotermális kürtők közelében történt. Ezek a kürtők az óceáni kéreg repedésein keresztül szivárognak, ahol a tengervíz a Föld magmájával érintkezve felmelegszik, majd ismét felszínre emelkedik. Ezalatt különféle ásványokat old fel, amelyek később, ahogy a víz lehűl, lerakódnak a kürtők körüli szilárd szerkezetekben, ezeket nevezzük kicsapódásoknak.

Egy kutatócsoport, amely a japán RIKEN Fenntartható Erőforrás Tudományok Központjából (CSRS) származik, részletesen vizsgálta ezeket a kicsapódásokat egy különösen érdekes, úgynevezett „serpentinites hidrotermális kürtőnél” a Shinkai szivárgási mezőben, 5743 méterrel a tenger szintje alatt. A kutatók felfedezték, hogy a kürtő körüli kicsapódás felülete elektromos töltéssel rendelkezik, és a töltés mértéke és iránya változik.

Az Energiaátalakító Nanocsatornák Felfedezése

Mikroszkópos és röntgenanalízis segítségével a kutatók kimutatták, hogy a kicsapódásban található brucitkristályok apró, oszlopszerű struktúrákba rendeződtek, amelyek úgy működnek, mint a természetes ioncsatornák, és képesek egyes anyagok ionjait mozgatni. Ezek a nanoszerkezetek hasonló módon hasznosítják az ozmotikus energiát, mint ahogyan az élő szervezetek teszik.

„Meglepő módon felfedeztük, hogy az ozmotikus energiaátalakítás, amely alapvető szerepet játszik a mai növényi, állati és mikrobiális életben, egy geológiai környezetben is előfordulhat abiotikusan, vagyis élettelen folyamatok révén”

– mondta Ryuhei Nakamura, a RIKEN CSRS kutatója.

Élettelen Környezetben Működő Élethez Hasonló Folyamatok

Az élő sejtek energiát nyernek az ionok áramlásából, amikor ezek az ionok egy koncentrációgradiens mentén mozognak a sejtmembránon keresztül. Ugyanezt az elvet alkalmazzák napjainkban az ozmotikus energia előállítására is, például a tenger és a folyóvíz közötti sótartalom-különbség kiaknázásával. A kutatócsoport tanulmánya szerint a hidrotermális kürtőkben található nanoszerkezetek szintén ezt a mechanizmust használják az energia átalakítására.

„A mélytengeri hidrotermális kürtőkben spontán kialakuló ioncsatornák felfedezése közvetlen következményekkel járhat az élet keletkezésének megértése szempontjából a Földön és más bolygókon is”

– tette hozzá Nakamura.

„Tanulmányunk különösen azt mutatja, hogy az ozmotikus energiaátalakítás, amely létfontosságú a modern élet számára, geológiai környezetben is végbemehet.”

Az Energiaforrások Új Hasznosítása – A Kék Energia Betakarítása

Az ilyen hidrotermális kürtők további vizsgálata hozzájárulhat az úgynevezett „kék-energia” előállítási módszerek fejlesztéséhez, amelyek a tenger- és folyóvíz sótartalom-különbségeit használják fel az energia termelésére. Ennél is fontosabb azonban, hogy segíthetnek jobban megérteni, hogyan alakulhatott ki az élet az első fizikai folyamatokból. Ha ezek a nanostruktúrák már a Föld legelső időszakában képesek voltak ilyen energiaátalakítási mechanizmusokra, akkor lehetséges, hogy ezek jelentették az első lépéseket az élet kialakulása felé.

Ez a felfedezés újabb bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a Föld geológiai környezete már az élet megjelenése előtt is képes volt az energia átalakítására, ami hozzájárulhatott a kémiai reakciókhoz, amelyek végül az élő szervezetekhez vezettek.

forrás: Nature Communications