Surse de energie antice: microbiologii descifrează viața din trecut

Surse de energie antice: microbiologii descifrează viața din trecut

O echipă interdisciplinară de microbiologi și geologi a făcut progrese semnificative în studiul celor mai timpurii forme de viață de pe Pământ. Într-un articol recent publicat în revista Nature Ecology & Evolution, oamenii de știință își documentează experimentele de laborator care simulau condițiile care existau pe Pământ în urmă cu aproximativ patru miliarde de ani. Accentul studiului s-a concentrat pe „fumătorii negri” – gurile hidrotermale care apar în adâncurile oceanelor. Este posibil ca acest mediu să fi jucat un rol crucial în apariția vieții, deoarece găzduiește procese chimice unice.

În experimente, cercetătorii au creat așa-numitele „grădini chimice” care reprezintă versiuni în miniatură ale fumătorilor de culoare. Aceste structuri artificiale fac posibilă recrearea reacțiilor chimice care au loc în adâncurile mării, în special reacția dintre fier și sulf care duce la formarea mineralelor sulfurate de fier. Aceasta produce hidrogen gazos (H2), o sursă potențială de energie pentru microorganisme. Este posibil ca această producție de hidrogen să fi fost importantă pentru a susține microbii care au nevoie de ea pentru a produce metan.

Creșterea arheilor în medii simulate

O preocupare centrală a studiului a fost de a înțelege dacă hidrogenul gazos produs în laborator este suficient pentru a permite creșterea arheilor metanogene. Acești microbi speciali sunt capabili să producă metan, oferind indicii despre cele mai timpurii forme de viață. Echipa a testat creșterea arheilor metanogene în condiții fără oxigen în Grădinile Chimice.

Methanocaldococcus jannaschii a fost ales ca organism model pentru experimente. Rezultatele au fost revelatoare: arheile au prezentat o creștere exponențială și gene supraexprimate responsabile pentru metabolismul acetil-CoA. Această capacitate a microbilor de a folosi hidrogenul gazos ca sursă de energie demonstrează adaptabilitatea formelor timpurii de viață la medii extreme.

Semnificația rezultatelor pentru înțelegerea Pământului timpuriu

Cercetările arată că celulele au rămas aproape de particulele de mackinawite, în concordanță cu descoperirile geologice făcute în gurile hidrotermale antice. Această descoperire sugerează că reacțiile chimice care au loc în timpul precipitării mineralelor sulfurate de fier au generat suficientă energie pentru ca primele celule să supraviețuiască. Autorii studiului susțin că această formă de metanogeneză a hidrogenului poate reprezenta cea mai veche metodă cunoscută din punct de vedere evolutiv de producere a energiei.

Combinând rezultatele experimentale și dovezile geologice, acest studiu contribuie la înțelegerea generală a apariției vieții pe Pământ. Descoperirile ar putea oferi, de asemenea, baza pentru cercetări viitoare asupra vieții în medii extreme pe alte corpuri cerești. Mai multe informații despre fundalul și detaliile acestei cercetări pot fi găsite pe site-ul web al Universitatea din Regensburg, IMW Mainz şi Nature.com a găsi.