De unde au apărut primele celule pe Pământ?

Încă nu știm cum a apărut viața pe Pământ acum mai mult de 3,5 miliarde de ani, dar un nou studiu susține ideea că primele celule, componente vitale ale strămoșilor noștri timpurii, au apărut din reacții din orificiile hidrotermale.

Una dintre cele mai evidente caracteristici ale unei celule este membrana de grăsime care delimitează o frontieră, concentrând biochimia în interior și separând-o de haosul din exterior.

• Cea mai mare problemă a fizicii ar putea fi rezolvată de „timpul tridimensional”
• Un satelit foarte important a dispărut fără urmă de pe orbita Pământului

Prin amestecarea hidrogenului, a bicarbonatului și a magnetitei bogate în fier într-o simulare a apei de mare din antichitate, o echipă de cercetători de la Universitatea Newcastle (Marea Britanie) a descoperit că se pot forma o serie de molecule organice, inclusiv un grup de acizi grași cu lanț lung.

Acești acizi grași cu lanț lung sunt „candidați serioși” care ar fi format primele celule de pe planetă, scriu cercetătorii, dar originile acestora rămân învăluite în mister.

Cum au apărut primele celule de pe planeta noastră?

„Importante pentru începutul vieții sunt compartimentele celulare, cruciale pentru izolarea chimiei interne de mediul extern”, spune Graham Purvis, autor principal și cercetător postdoctoral la Universitatea Durham (Anglia).

„Aceste compartimente au fost instrumentale în stimularea reacțiilor menite să mențină viața, concentrând substanțe chimice și facilitând producția de energie, servind potențial drept piatra de temelie a momentelor cele mai timpurii ale vieții”, adaugă el.

Orificiile hidrotermale sunt considerate a fi un loc potrivit pentru acele momente timpurii, având în vedere combinația crucială de căldură și de ingrediente chimice necesare pentru abiogeneză.

Cercetătorii au reprodus trăsături chimice cheie ale mărilor primordiale ale Pământului într-un laborator, împreună cu apă alcalină fierbinte menită să imite scurgerea din anumite tipuri de orificii hidrotermale.

Aceștia au amestecat aceste fluide bogate în hidrogen cu apa de mare bogată în CO2 în prezența magnetitei, un mineral bogat în fier care era disponibil pe Pământ la acea vreme.

Cu o lungime de până la 18 atomi de carbon, acizii grași rezultați au regiuni separate cu proprietăți hidrofile (atrăgătoare de apă) sau hidrofobe (respingătoare de apă), dându-le abilitatea conștientă de a forma în mod natural „buzunare” organice în medii acvatice.

Rămân o mulțime de întrebări fără răspuns

Odată ce condițiile din jurul orificiilor hidrotermale au produs acizii grași necesari formării membranelor celulare, aceste membrane ar fi putut fi implicate în povestea biochimică mai largă care în cele din urmă a umplut Pământul cu viață, explică autorii.

Deși încă avem puține detalii despre cum s-a desfășurat totul, cercetările de acest fel pot contribui semnificativ la asamblarea pieselor puzzle-ului.

Apariția membranelor celulare a fost un eveniment monumental în istoria Pământului și, în ciuda multelor întrebări rămase, acest studiu oferă o reconstituire convingătoare a modului în care ar fi putut să se întâmple totul.

„Credem că această cercetare poate oferi primul pas în înțelegerea modului în care viața a luat naștere pe planeta noastră”, spune Jon Telling, biochimist la Universitatea Newcastle.

„Cercetarea din laboratorul nostru va continua prin determinarea celui de-al doilea pas-cheie” și prin a aduce mai multă lumină asupra „primelor potențiale ‘proto-celule’ care au evoluat în primele forme de viață celulară”, adaugă el, citat de Science Alert.

În afara implicațiilor pentru înțelegerea vieții pe planeta noastră, cercetătorii remarcă faptul că reacții similare de formare a membranelor încă ar putea avea loc în unele oceane extraterestre, cum ar fi cele de pe luni ghețoase precum Europa și Enceladus.

Studiul a fost publicat în Communications Earth & Environment.

Vă recomandăm să citiți și:

Istoria apei pe Lună, rescrisă după o nouă descoperire

Apă veche de 6 milioane de ani, găsită adânc sub munții din Sicilia

Ce au descoperit cercetătorii în rocile din Groenlanda, vechi de 3,7 miliarde de ani?

Pământul are un „sistem de apărare ascuns” ce protejează împotriva asteroizilor