Cheia în stabilirea originii vieții pe Pământ. Ce au descoperit cercetătorii?

O nouă cercetare dezvăluie indicii despre caracteristicile fizice și chimice ale Pământului în momentul în care ar fi apărut viața.

Primele semne de viață au apărut pe Pământ sub formă de microbi în urmă cu aproximativ patru miliarde de ani. Deși oamenii de știință încă stabilesc cu exactitate când și cum au apărut acești microbi, este clar că apariția vieții este strâns legată de caracteristicile chimice și fizice ale Pământului timpuriu.

• Ce se întâmplă cu creierul atunci când lucrezi în echipă?
• Locul în care trăiești influențează ce greutate ai, arată un nou studiu

„Este rezonabil să bănuim că viața ar fi putut începe altfel – sau nu ar fi început deloc – dacă primele caracteristici chimice ale planetei noastre ar fi fost diferite”, spune Dustin Trail, profesor asociat de științe ale pământului și mediului la Universitatea din Rochester. Dar cum era Pământul acum miliarde de ani și ce caracteristici ar fi putut ajuta la formarea vieții?

Într-un articol publicat în revista Science, Trail și Thomas McCollom, cercetător asociat la Universitatea din Colorado Boulder, dezvăluie informații cheie în încercarea de a afla acest lucru. Cercetarea are implicații importante nu numai pentru descoperirea originilor vieții, ci și în căutarea vieții pe alte planete.

„Ne aflăm acum într-un moment interesant în care omenirea caută viață pe alte planete și luni, precum și în alte sisteme planetare”, spune Trail.

Cum era Pământul acum miliarde de ani?

„Dar încă nu știm cum – sau chiar când, de fapt – a început viața pe propria noastră planetă. Cercetări precum cea a noastră ajută la identificarea condițiilor specifice și a căilor chimice care ar fi putut susține apariția vieții, lucrări care, cu siguranță, vor avea un rol important în căutarea vieții în afara planetei noastre”.

Cercetările privind viața și originile acesteia implică, de obicei, o varietate de discipline, inclusiv genomica, studiul genelor și al funcțiilor acestora; studiul proteinelor; și un domeniu emergent numit metalomică, care explorează rolul important al metalelor în îndeplinirea funcțiilor celulare. Pe măsură ce viața a evoluat, nevoia de anumite metale s-a schimbat, dar Trail și McCollom au vrut să determine ce metale ar fi putut fi disponibile atunci când microbii au apărut pentru prima dată, cu miliarde de ani în urmă.

„Atunci când sunt propuse ipoteze pentru diferite scenarii privind originea vieții, oamenii de știință au presupus, în general, că toate metalele erau disponibile, deoarece nu au existat studii care să ofere constrângeri solide din punct de vedere geologic privind concentrațiile de metale din fluide pentru cele mai timpurii perioade ale istoriei Pământului”, spune Trail.

Pentru a remedia acest neajuns, Trail și McCollom au studiat compoziția și caracteristicile fluidelor din litosferă – stratul exterior al Pământului care include crusta și mantaua superioară – cu miliarde de ani în urmă.

Importanța metalelor în apariția vieții

Aceste fluide litosferice sunt căi cheie pentru transportul părților dizolvate din roci și minerale între interiorul Pământului și bazinele hidrotermale din exteriorul acestuia, unde s-ar fi putut forma viața microbiană.

Deși cercetătorii nu pot măsura în mod direct metalele care existau acum miliarde de ani, prin determinarea proprietăților fluidelor, ei pot deduce ce metale – și concentrațiile acestora – ar fi putut fi transportate între interiorul și exteriorul Pământului în perioada în care viața a apărut pe planetă.

Rocile și mineralele vechi de miliarde de ani sunt adesea singurele surse directe de informații despre istoria timpurie a Pământului. Acest lucru se datorează faptului că rocile și mineralele rețin informații despre compoziția Pământului în momentul în care s-au format, scrie EurekAlert.

Cercetătorii au efectuat experimente de înaltă presiune și temperatură ridicată și au aplicat aceste rezultate la zirconii de la începuturile Pământului, un tip robust de mineral colectat în situri din Australia de Vest, pentru a determina presiunea oxigenului, conținutul de clor și temperatura fluidelor litosferice de acum miliarde de ani. Apoi au introdus aceste informații în modelele computerizate.

Indicii în minerale vechi de un miliard de ani

Modelele le-au permis să simuleze proprietățile fluidelor litosferice și, la rândul lor, să simuleze ce metale ar fi putut călători prin aceste fluide pentru a ajunge la bazinele hidrotermale de la suprafața Pământului.

Cercetătorii au fost surprinși de ceea ce indicau simulările modelului. Mulți cercetători care se ocupă de originea vieții, de exemplu, consideră că, de fapt, cuprul este o componentă probabilă în chimia care ar fi putut duce la apariția vieții. Dar Trail și McCollom nu au găsit dovezi că acesta ar fi fost abundent în condițiile constrângerilor din analiza lor.

Un metal pe care l-au testat și care ar fi putut fi disponibil în concentrații mari a fost manganul. Deși este rareori luat în considerare în scenariile privind originea vieții, astăzi manganul ajută organismul să formeze oasele și ajută enzimele să descompună carbohidrații și colesterolul.

Trail spune că cercetarea îi va ajuta pe oamenii de știință care studiază originea vieții să introducă date mai concrete în experimentele și modelele lor.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Unde va depozita NASA mostrele de pe Marte care ar putea conține viață extraterestră?

Un nou laser ne poate ajuta să detectăm semnele de viață de pe alte planete

O filmare spectaculoasă de la NASA cu Soarele arată 133 de zile din viața stelei noastre

Cercetătorii au descoperit că viața ar putea înflori sub gheața din Antarctica. Cum este posibil?