O nouă idee surprinzătoare cu privire la ceea ce a creat viața pe Pământ

Oamenii de știință ar putea fi mai aproape de a înțelege ce a creat viața pe Pământ – un progres care ne-ar putea ajuta să o căutăm și pe alte planete.

Primele molecule esențiale pentru apariția vieții ar fi putut lua naștere atunci când mici descărcări electrice, denumite „microlumină”, s-au produs între picăturile de apă, declanșând reacțiile chimice necesare.

„Este o nouă perspectivă asupra modului în care s-au format elementele de bază ale vieții.”, a spus Richard Zare, chimist la Universitatea Stanford din California.

Originea vieții: ce a creat viața pe Pământ?

Originea vieții rămâne un mister, în special modul în care gazele simple au reacționat pentru a forma molecule organice complexe, esențiale pentru viață, precum proteinele și enzimele.^[sursa]

„Dacă ne uităm la gazele despre care se crede că existau pe Pământul timpuriu, acestea nu conțineau legături carbon-azot. Erau gaze precum metanul, apa, amoniacul și azotul.”, a explicat Zare.

Experimentele realizate în 1952 de Stanley Miller și Harold Urey au demonstrat că electricitatea poate transforma aceste gaze și apa în molecule organice esențiale pentru viață, ipoteza lor fiind că fulgerele furnizau energia necesară acestui proces.

Totuși, probabilitatea ca fulgerele să fi atins concentrații semnificative de gaze în oceanele primitive sau în atmosferă era foarte mică, ceea ce a făcut ca mulți cercetători să rămână sceptici că acesta a fost mecanismul care a declanșat viața acum aproximativ 4 miliarde de ani.

Acum, Zare și echipa sa au pulverizat picături de apă într-un amestec de metan, dioxid de carbon, amoniac și azot – iar rezultatele au arătat că acest proces poate duce la formarea de molecule organice cu legături carbon-azot, fără a fi nevoie de o sursă externă de electricitate.

Fenomenul funcționează deoarece picăturile din jetul de apă generează mici sarcini electrice, a explicat Zare: „Picăturile mai mici sunt încărcate negativ, iar cele mai mari sunt încărcate pozitiv.” Acest efect, cunoscut sub numele de efect Lenard, apare atunci când picăturile de apă, precum cele dintr-o cascadă, se ciocnesc și se sparg, generând electricitate.

Folosind camere de mare viteză, echipa de cercetători a descoperit că, atunci când picăturile de apă cu sarcini opuse se apropie suficient, mici descărcări electrice sar între ele – un fenomen pe care Richard Zare îl numește „microlightning” (microlumină).

Procesul seamănă cu generarea electricității statice sau cu formarea și descărcarea fulgerelor în nori. „Când picăturile de apă ajung la o distanță de doar câțiva nanometri una de alta, se creează un câmp electric, iar acest câmp declanșează descărcarea”, a mai explicat Richard Zare.

Aceste fulgere microscopice conțin suficientă energie – aproximativ 12 electronvolți – pentru a ioniza moleculele de gaz, determinându-le să reacționeze între ele. Rezultatul? Formarea unor molecule organice esențiale cu legături carbon-azot, inclusiv cianură de hidrogen, aminoacidul glicină și uracil – o componentă cheie a ARN-ului.

„Este surprinzător pentru mine că microlumina poate iniția reacții chimice începând cu azotul. Totuși, observațiile raportate sunt convingătoare. Aceasta adaugă un rol nou și încă neexplorat pentru apă în originea vieții.”, a spus Veronica Vaida de la Universitatea Colorado Boulder.

Descoperirea sugerează că mici descărcări electrice generate de valurile care se sparg sau de cascade ar fi putut furniza substanțele chimice necesare pentru apariția vieții pe Pământ, a spus Zare.

Pulverizările de apă sunt omniprezente și aterizează frecvent pe roci, ceea ce ar fi permis acumularea moleculelor organice în crăpăturile acestora. Uscarea și reînmuierea ulterioară a acestor zone ar fi putut favoriza polimerizarea moleculelor mai mici în structuri mai complexe – un mecanism deja cunoscut pentru formarea compușilor prebiotici.

„Studiul sugerează că microluminarea ar fi fost abundentă în mediile umede de pe Pământul timpuriu și ar fi putut declanșa chimia prebiotică, mai ales în locuri unde alte surse de energie, precum fulgerele sau radiațiile UV, erau rare.”, a spus Kumar Vanka de la Laboratorul Național de Chimie din Pune, India.

Vaida consideră că această cercetare are implicații și pentru căutarea vieții extraterestre. Deoarece explorarea vieții dincolo de Pământ se bazează adesea pe identificarea apei, poate că ar trebui să ne concentrăm nu doar pe prezența ei, ci și pe locurile unde mici picături de apă pot intra în coliziune și genera reacții chimice esențiale, a mai sugerat cercetătoarea.