Badanie opublikowane 14 marca w czasopiśmie „Science Advances” opisuje nową wersję tzw. eksperymentu Millera-Ureya, przeprowadzonego w latach 50. W najnowszej wersji eksperymentu uzyskano podobny wynik, ale pojawił się nowy, zaskakujący czynnik.
Jak powstało życie na Ziemi? Słynny eksperyment z lat 50.
W 1953 r. dwójka amerykańskich chemików stworzyła mieszankę gazów imitujących skład pierwotnej atmosfery Ziemi. Badacze Stanley Miller i Harold Urey połączyli wodę (H2O), metan (CH4), amoniak (NH3) i wodór (H2), a następnie zamknęli je w sterylnym układzie dwóch, szklanych kolb. W systemie umieszczono także elektrody, pomiędzy którymi przepuszczano wyładowania elektryczne. Cały układ miał symulować warunki, w których teoretycznie mogło powstać pierwsze życie na Ziemi. W wyniku eksperymentu uzyskano proste aminokwasy, zawierające w swym składzie węgiel i azot. Podobne eksperymenty – z różnymi modyfikacjami – przeprowadzano w kolejnych latach.
Czytaj więcej
Kosmiczna anomalia wykryta w odległej galaktyce pokazuje, co potencjalnie mogłoby stać się z naszą Drogą Mleczną, gdyby zaszło w niej podobne zjawi...
Nowa wersja eksperymentu. Rola energetycznego katalizatora
Autorzy najnowszej wersji eksperymentu powtórzyli badanie z lat 50. mieszając amoniak, metan, azot i dwutlenek węgla. Tym razem zwrócono uwagę na kwestię aktywności elektrycznej w skali „mikro”. Naukowcy spryskali mieszankę gazów mgiełką wodną. Dzięki kamerze szybkoobrotowej udało się uchwycić w trakcie tego procesu słabe mikrowyładowania elektryczne. - Duże krople są naładowane dodatnio. Małe krople są naładowane ujemnie. Kiedy krople o przeciwnych ładunkach znajdują się blisko siebie, elektrony mogą przeskakiwać z kropli naładowanej ujemnie do kropli naładowanej dodatnio – wyjaśnia na łamach CNN starszy autor badania dr Richard Zare, profesor chemii na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii.
Autorzy badania przyglądali się dokładnie wymianie elektryczności pomiędzy kroplami wody o średnicy od 1 mikrona do 20 mikronów, czyli dużo niższej niż np. średnica ludzkiego włosa (ok. 100 mikronów). Po zakończeniu procesu zbadano zawartość probówki, w której znaleziono cząsteczki organiczne, takie jak m.in. glicyna (prosty aminokwas) i uracyl (zasada azotowa wchodząca w skład nukleotydów RNA). – Po raz pierwszy zobaczyliśmy, że małe kropelki, gdy powstają z wody, faktycznie emitują światło i wytwarzają iskrę – wyjaśnia dr Zare. I dodaje, że właśnie ta iskra mogła dać początek różnym przemianom chemicznym, kluczowym dla powstania materii organicznej.
Czytaj więcej
Rekiny potrafią wydawać dźwięki, które przypominają krótkie kliknięcia. Takiego odkrycia dokonali naukowcy w Nowej Zelandii. Przeczy ono dotychczas...
Woda, mikrowyładowania i początki życia
Dr Amy J. Williams z Uniwersytetu Florydy również zwraca uwagę na rolę „energetycznego katalizatora” w możliwym procesie powstania życia na Ziemi. Ekspertka wyjaśnia na łamach CNN, że do powstania aminokwasów, czyli kluczowego budulca życia, potrzebne są atomy azotu. Uwolnienie ich z gazu azotowego wymaga jednak ogromnej energii. „(...) mikrowyładowanie ma energię, aby rozbić wiązania cząsteczkowe, a tym samym ułatwić generowanie nowych cząsteczek, które są kluczowe dla powstania życia na Ziemi" – podsumowuje ekspertka.
Zdaniem autorów badania wyniki najnowszego eksperymentu mogą zmienić wyobrażenie o początkach życia na naszej planecie. W środowisku naukowym istnieje kilka głównych hipotez z możliwymi scenariuszami powstania pierwotnej materii organicznej. Dotyczą one np. roli otworów hydrotermalnych na dnie morskim lub cząsteczek materii, które trafiły na Ziemię dzięki szczątkom komet i asteroid. Pod uwagę brana jest również hipoteza o kluczowej roli wyładowań atmosferycznych. Część naukowców ma jednak wątpliwości, czy w pierwotnym środowisku Ziemi wyładowania te były na tyle częste, aby wpłynąć na „wytworzenie” materii organicznej. Teoria mikrowyładowań może okazać się bardziej prawdopodobnym scenariuszem. Dr Zare proponuje wprost, aby nazwać ją „nowym mechanizmem prebiotycznej syntezy cząsteczek, które stanowią budulec życia”.
