Je Mariánska priekopa žijúci tvor? Vedci sú zaskočení!

Jej procesy premeny energie sú veľmi podobné procesom v živých organizmoch.

Podľa nedávno zverejnenej štúdie sú doteraz neznáme štruktúry okolo hydrotermálnych prieduchov v Mariánskej priekope, najhlbšej časti Tichého oceánu, schopné procesov premeny energie, ktoré sú až desivo podobné procesom živých organizmov. Vedci sa domnievajú, že tieto malé anorganické štruktúry vykonávajú procesy, ktoré sú kľúčové pre dnešný život rastlín, živočíchov a mikroorganizmov.

Existuje mnoho teórií o tom, ako sa na Zemi vyvinul život, ale medzi vedcami je najrozšírenejšia tá, že prvé živé organizmy sa vyvinuli v blízkosti hlbokomorských hydrotermálnych prieduchov. Tieto prieduchy presakujú cez trhliny v oceánskej kôre, kde sa morská voda zohrieva v kontakte so zemskou magmou a potom opäť vystupuje na povrch. Pritom sa v nej rozpúšťajú rôzne minerály, ktoré sa neskôr po ochladení vody ukladajú do pevných štruktúr v okolí prieduchov, tzv. precipitátov.

Tím výskumníkov z japonského Centra pre vedy o trvalo udržateľných zdrojoch (CSRS) RIKEN podrobne skúmal tieto precipitáty v mimoriadne zaujímavom tzv. serpentinitovom hydrotermálnom prieduchu v oblasti Shinkai Seep Field v hĺbke 5743 metrov pod hladinou mora. Výskumníci zistili, že povrch zrážok v okolí prieduchu má elektrický náboj, pričom rýchlosť a smer tohto náboja sa mení.

Pomocou mikroskopie a röntgenovej analýzy výskumníci ukázali, že kryštály brucitu v zrazenine sú usporiadané do drobných stĺpcovitých štruktúr, ktoré fungujú ako prirodzené iónové kanály schopné presúvať ióny určitých materiálov. Tieto nanoštruktúry využívajú osmotickú energiu podobne ako živé organizmy.

„Na naše prekvapenie sme zistili, že premena osmotickej energie, ktorá zohráva zásadnú úlohu v modernom živote rastlín, živočíchov a mikroorganizmov, môže prebiehať aj abioticky, čiže prostredníctvom neživých procesov, v geologickom prostredí.“

Živé bunky získavajú energiu z toku iónov pri ich pohybe po koncentračnom gradiente cez bunkovú membránu. Rovnaký princíp sa teraz využíva na generovanie osmotickej energie, napríklad využitím rozdielu v salinite morskej a riečnej vody. Štúdia výskumného tímu ukazuje, že nanoštruktúry v hydrotermálnych prieduchoch tiež využívajú tento mechanizmus na premenu energie.

„Objav spontánne sa tvoriacich iónových kanálov v hlbokomorských hydrotermálnych prieduchoch by mohol mať priamy význam pre pochopenie vzniku života na Zemi a iných planétach.“

„Naša štúdia najmä ukazuje, že osmotická premena energie, ktorá je nevyhnutná pre moderný život, sa môže vyskytovať aj v geologických prostrediach.“

Ďalšie štúdium takýchto hydrotermálnych prieduchov by mohlo prispieť k vývoju takzvaných metód získavania „modrej energie“, ktoré na výrobu energie využívajú rozdiely v salinite medzi morskou a riečnou vodou. A čo je ešte dôležitejšie, mohli by nám pomôcť lepšie pochopiť, ako sa z prvých fyzikálnych procesov vyvinul život. Ak boli tieto nanoštruktúry schopné takýchto mechanizmov premeny energie na najstaršej Zemi, je možné, že boli prvými krokmi k vzniku života.

Tento objav poskytuje ďalší dôkaz, že geologické prostredie Zeme bolo schopné premeny energie ešte pred vznikom života, čo mohlo prispieť k chemickým reakciám, ktoré nakoniec viedli k vzniku živých organizmov.