Czy „mikrobłyskawice” w kropelkach wody zapoczątkowały życie na naszej planecie?
Życie mogło nie zacząć się od potężnego uderzenia pioruna w ocean, ale mogły zapoczątkować je „mikrobłyskawice” zachodzące między kroplami wody w wodospadach lub morskich falach.
Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Stanford University pokazały, że woda rozpylona w mieszaninie gazów obecnych we wczesnej atmosferze Ziemi mogłą prowadzić do tworzenia cząsteczek organicznych z wiązaniami węgiel-azot, w tym uracylu, jednego ze składników DNA i RNA.
Badanie, opublikowane w czasopiśmie Science Advances, dostarczyło nowych dowód, dla często kwestionowanej hipotezy Millera-Ureya, która twierdzi, że życie na naszej planecie zaczęło się od uderzenia pioruna. Teoria ta opiera się na eksperymencie z 1952 r., który wykazał, że związki organiczne mogą tworzyć się, gdy energia elektryczna zostanie przyłożona do mieszaniny wody i gazów nieorganicznych.
W nowym badaniu naukowcy odkryli, że rozpylona woda, która generuje niewielki ładunek elektryczny –„mikrobłyskawice”, może wykonać tę pracę samodzielnie, bez dodatku energii elektrycznej z zewnątrz.
„Wyładowania mikroelektryczne między przeciwnie naładowanymi mikrokroplami wody tworzą wszystkie cząsteczki organiczne zaobserwowane wcześniej w eksperymencie Millera-Ureya, naszym zdaniem jest to nowy mechanizm prebiotycznej syntezy cząsteczek, które są budulcem organizmów żywych” – mówi Richard Zare z Stanford University.
Naukowcy uważają, że przez kilka miliardów lat po uformowaniu Ziemia była pełna różnych związków chemicznych, ale prawie nie zawierała cząsteczek organicznych z wiązaniami węgiel-azot, które są niezbędne dla białek, enzymów, kwasów nukleinowych, chlorofilu i innych związków, które tworzą istoty żywe.
Eksperyment Millera-Ureya dostarczył jednego z możliwych wyjaśnień – piorun uderzający w ocean i oddziałujący z wczesnymi gazami planetarnymi, takimi jak metan, amoniak i wodór, mógł stworzyć cząsteczki organiczne. Krytycy tej teorii wskazywali, że błyskawice były zbyt rzadkie, a ocean zbyt duży i rozproszony, aby taka reakcja mogła zajść.
W nowym badaniu chemicy początkowo zbadali, w jaki sposób kropelki wody wytwarzały różne ładunki, gdy były dzielone przez rozpylanie lub rozpryskiwanie. Odkryli, że większe kropelki często miały ładunki dodatnie, podczas gdy mniejsze były naładowane ujemnie. Gdy przeciwnie naładowane krople zbliżały się do siebie, przeskakiwały między nimi iskry. Badacze określili je jako „mikrolightning” („mikrobłyskawice”), ponieważ proces ten jest związany ze sposobem, w jaki energia jest magazynowana i rozładowywana jako błyskawica w chmurach. Naukowcy wykorzystali specjalne kamery do udokumentowania błysków światła, które są trudne do wykrycia ludzkim okiem.
Nawet jeśli małe błyski emitowane przez „mikrobłyskawice”, mogą być trudne do zobaczenia, nadal niosą ze sobą dużo energii. Badacze sprawdzili jak dużo emitują energii, wysyłając strumienie wody o temperaturze pokojowej do mieszaniny gazów zawierających azot, metan, dwutlenek węgla i amoniak, które, były obecne na wczesnej Ziemi.
Spowodowało to powstanie cząsteczek organicznych z wiązaniami węgiel-azot, w tym cyjanowodoru, aminokwasu glicyny i uracylu. Naukowcy twierdzą, że wskazuje to, że niekoniecznie uderzenia piorunów, ale małe iskry wytwarzane przez rozbijające się fale lub wodospady mogły zapoczątkować życie na Ziemi.
Emil Gołoś
