Senovės energijos šaltiniai: mikrobiologai iššifruoja gyvenimą praeityje

Senovės energijos šaltiniai: mikrobiologai iššifruoja gyvenimą praeityje

Tarpdisciplininė mikrobiologų ir geologų komanda padarė didelę pažangą tirdama ankstyviausias gyvybės formas Žemėje. Naujai paskelbtame žurnale „Nature Ecology & Evolution“ mokslininkai dokumentuoja savo laboratorinius eksperimentus, kurie imitavo sąlygas, kurios egzistavo Žemėje maždaug prieš keturis milijardus metų. Tyrimo metu daugiausia dėmesio buvo skiriama „juodiesiems rūkaliams“ – hidroterminėms angoms, atsirandančioms vandenynų gelmėse. Ši aplinka galėjo atlikti lemiamą vaidmenį gyvybės atsiradime, nes joje vyksta unikalūs cheminiai procesai.

Eksperimentų metu mokslininkai sukūrė vadinamuosius „chemijos sodus“, vaizduojančius miniatiūrines juodųjų rūkalių versijas. Šios dirbtinės struktūros leidžia atkurti chemines reakcijas, vykstančias giluminėje jūroje, ypač geležies ir sieros reakciją, dėl kurios susidaro geležies sulfido mineralai. Taip susidaro vandenilio dujos (H2), potencialus energijos šaltinis mikroorganizmams. Ši vandenilio gamyba galėjo būti svarbi palaikant mikrobus, kuriems jo reikia metanui gaminti.

Archėjų augimas imituojamoje aplinkoje

Pagrindinis tyrimo tikslas buvo suprasti, ar laboratorijoje pagamintų vandenilio dujų pakanka metanogeninių archėjų augimui. Šie specialūs mikrobai gali gaminti metaną, suteikdami užuominų apie ankstyviausias gyvybės formas. Komanda išbandė metanogeninių archėjų augimą be deguonies Chemijos soduose.

Methanocaldococcus jannaschii buvo pasirinktas kaip pavyzdinis organizmas eksperimentams. Rezultatai buvo atskleidžiantys: archėjos augo eksponentiškai ir per daug ekspresavo genus, atsakingus už acetil-CoA metabolizmą. Šis mikrobų gebėjimas naudoti vandenilio dujas kaip energijos šaltinį rodo ankstyvųjų gyvybės formų prisitaikymą prie ekstremalios aplinkos.

Rezultatų reikšmė ankstyvosios Žemės supratimui

Tyrimai rodo, kad ląstelės liko arti makinavito dalelių, o tai atitinka geologinius radinius, padarytus senovės hidroterminėse angose. Šis atradimas rodo, kad cheminės reakcijos, vykstančios geležies sulfido mineralų nusodinimo metu, sugeneravo pakankamai energijos, kad pirmosios ląstelės išgyventų. Tyrimo autoriai teigia, kad ši vandenilio metanogenezės forma gali būti evoliuciniu požiūriu seniausias žinomas energijos gamybos būdas.

Sujungus eksperimentinius rezultatus ir geologinius įrodymus, šis tyrimas prisideda prie bendro supratimo apie gyvybės atsiradimą Žemėje. Išvados taip pat galėtų būti pagrindas būsimiems kitų dangaus kūnų gyvybės ekstremaliose aplinkose tyrimams. Daugiau informacijos apie šio tyrimo pagrindą ir išsamią informaciją galite rasti svetainėje Regensburgo universitetas, IMW Mainz ir Nature.com rasti.