Antiche fonti energetiche: i microbiologi decifrano la vita nel passato

Antiche fonti energetiche: i microbiologi decifrano la vita nel passato

Un team interdisciplinare di microbiologi e geologi ha compiuto progressi significativi nello studio delle prime forme di vita sulla Terra. In un articolo appena pubblicato sulla rivista Nature Ecology & Evolution, gli scienziati documentano i loro esperimenti di laboratorio che simulavano le condizioni che esistevano sulla Terra circa quattro miliardi di anni fa. Il focus dello studio era sui “fumatori neri” – sorgenti idrotermali che si trovano nelle profondità degli oceani. Questo ambiente potrebbe aver svolto un ruolo cruciale nell’emergere della vita perché ospita processi chimici unici.

Negli esperimenti, i ricercatori hanno creato i cosiddetti “giardini chimici” che rappresentano versioni in miniatura dei fumatori neri. Queste strutture artificiali permettono di ricreare le reazioni chimiche che avvengono nelle profondità marine, in particolare la reazione tra ferro e zolfo che porta alla formazione di minerali di solfuro di ferro. Questo produce gas idrogeno (H2), una potenziale fonte di energia per i microrganismi. Questa produzione di idrogeno potrebbe essere stata importante per supportare i microbi che ne hanno bisogno per produrre metano.

Crescita degli archaea in ambienti simulati

Una preoccupazione centrale dello studio era capire se il gas idrogeno prodotto in laboratorio è sufficiente per consentire la crescita degli archei metanogeni. Questi microbi speciali sono in grado di produrre metano, fornendo indizi sulle prime forme di vita. Il team ha testato la crescita degli archaea metanogeni in condizioni prive di ossigeno nei Chemical Gardens.

Methanocaldococcus jannaschii è stato scelto come organismo modello per gli esperimenti. I risultati sono stati rivelatori: gli archaea hanno mostrato una crescita esponenziale e geni sovraespressi responsabili del metabolismo dell’acetil-CoA. Questa capacità dei microbi di utilizzare il gas idrogeno come fonte di energia dimostra l’adattabilità delle prime forme di vita agli ambienti estremi.

Importanza dei risultati per la comprensione della Terra primordiale

La ricerca mostra che le cellule sono rimaste vicine alle particelle di mackinawite, in linea con i ritrovamenti geologici effettuati in antichi camini idrotermali. Questa scoperta suggerisce che le reazioni chimiche che si verificano durante la precipitazione dei minerali di solfuro di ferro hanno generato energia sufficiente per la sopravvivenza delle prime cellule. Gli autori dello studio sostengono che questa forma di metanogenesi dell’idrogeno potrebbe rappresentare il metodo evolutivamente più antico conosciuto per produrre energia.

Combinando risultati sperimentali e prove geologiche, questo studio contribuisce alla comprensione generale dell’emergere della vita sulla Terra. I risultati potrebbero anche fornire la base per future ricerche sulla vita in ambienti estremi su altri corpi celesti. Ulteriori informazioni sul contesto e i dettagli di questa ricerca possono essere trovate sul sito web di Università di Ratisbona, IMW Magonza E Nature.com trovare.