Древно небо Земље је можда играло већу улогу у почецима живота него што су научници некада веровали.
Према студији објављеној 1. децембра у Зборник радова Националне академије наукаистраживачи из ЦУ Боулдера и њихови сарадници извјештавају да је прије неколико милијарди година атмосфера младе планете можда стварала молекуле на бази сумпора који су данас познати као важне компоненте за живот.
Ово откриће доводи у питање дугогодишњу идеју да су се ови молекули сумпора формирали тек након што је живот већ завладао на Земљи.
„Наша студија би могла да нам помогне да разумемо еволуцију живота у његовим најранијим фазама“, рекао је први аутор Нејт Рид, постдокторски сарадник у НАСА-и који је спровео истраживање док је радио на Одељењу за хемију и Кооперативном институту за истраживање у науци о животној средини (ЦИРЕС) у ЦУ Боулдеру.
Важност сумпора и зашто су налази важни
Сумпор је, као и угљеник, витални елемент који се налази у сваком облику живота, од бактерија до људи. Појављује се у одређеним аминокиселинама, које служе као основни градивни блокови протеина.
Иако је сумпор био присутан у раној атмосфери, већина научника је веровала да су органски молекули сумпора, као што су аминокиселине, настали тек након што су живи организми већ били присутни и производили их.
Ранији покушаји да се симулирају рани услови Земље често нису успели да генеришу значајне количине биомолекула сумпора пре него што је живот постојао. Када су се ови молекули појавили, формирали су се само под неуобичајеним или врло специфичним условима за које је мало вероватно да су били уобичајени широм планете.
Због ове позадине, научна заједница је снажно реаговала када је свемирски телескоп Џејмс Веб открио диметил сулфид, једињење сумпора које производе морске алге на данашњој Земљи, у атмосфери егзопланете зване К2-18б. Многи су то сматрали могућим знаком живота.
Нови експерименти откривају атмосферску хемију на делу
Међутим, претходни рад Рида и старијег аутора Еллие Бровне, професорке хемије и сарадника ЦИРЕС-а, показао је да се диметил сулфид може природно формирати у лабораторији користећи само лагане и једноставне атмосферске гасове. Ово је указивало да би се молекул могао појавити чак и на световима без живота.
У свом најновијем експерименту, Браун, Рид и њихов тим тестирали су шта је Земљино рано небо могло да произведе. Они су осветлили мешавину метана, угљен-диоксида, водоник-сулфида и азота да би поново створили атмосферске услове од пре појаве живота.
Рад са сумпором је изазован, приметио је Браун. Елемент се лепи за лабораторијску опрему, а у атмосфери су молекули на бази сумпора присутни на изузетно ниским нивоима у поређењу са ЦО2 и азотом. „Морате имати опрему која може да измери невероватно мале количине производа“, рекла је она.
Користећи веома осетљив масени спектрометар за идентификацију и мерење хемијских једињења, истраживачи су открили да је њихова рана симулација Земље произвела широк спектар биомолекула сумпора. То укључује аминокиселине цистеин и таурин, заједно са коензимом М, који игра кључну улогу у метаболизму.
Небо способно да подржи растући екосистем
Тим је затим проценио колико цистеина може да генерише читава древна атмосфера. Њихови прорачуни сугеришу да је рано Земљино небо могло произвести довољно цистеина да издржи око један октилион (један праћен са 27 нула) ћелија. Поређења ради, савремена Земља садржи отприлике један немилион (једну коју прати 30 нула) ћелија.
„Иако га није толико колико је сада присутно, то је још увек било пуно цистеина у окружењу без живота. Можда би било довољно за глобални екосистем у настајању, где живот тек почиње“, рекао је Рид.
Истраживачи сугеришу да су ови атмосферски биомолекули можда пали на површину због падавина, потенцијално испоручујући хемију потребну за почетак живота.
„Живот је вероватно захтевао неке веома специјализоване услове за почетак, као што су близу вулкана или хидротермални отвори са сложеном хемијом“, рекао је Браун. „Некада смо мислили да живот мора да почне потпуно од нуле, али наши резултати сугеришу да су неки од ових сложенијих молекула већ били распрострањени у неспецијализованим условима, што би могло мало олакшати живот.
