Η ζωή στη Γη μπορεί να προήλθε από μια διαδικασία που μέχρι σήμερα δεν είχε εξεταστεί σε βάθος: τις «μικροαστραπές» που δημιουργούνται από κύματα και καταρράκτες.
Νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο Στάνφορντ δείχνει ότι αυτές οι μικροσκοπικές ηλεκτρικές εκκενώσεις μπορεί να ευθύνονται για την εμφάνιση των πρώτων οργανικών μορίων, τα οποία αποτέλεσαν τα δομικά στοιχεία της ζωής.
Η θεωρία των μικροαστραπών αλλάζει τα δεδομένα
Μέχρι σήμερα, η κυρίαρχη θεωρία ήταν ότι οι κεραυνοί που έπεφταν στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια ήταν αυτοί που παρείχαν την απαραίτητη ενέργεια για τη δημιουργία οργανικών μορίων. Ωστόσο, αυτή η άποψη είχε κάποια κενά, καθώς οι αστραπές δεν ήταν τόσο συχνές ώστε να εξηγούν επαρκώς τη δημιουργία ζωής σε μεγάλη κλίμακα.
Η νέα μελέτη υποστηρίζει ότι οι μικροαστραπές – που παράγονται όταν σταγονίδια νερού συγκρούονται και διασπώνται – μπορεί να ήταν μια συνεχής και διαδεδομένη πηγή ενέργειας. Οι ερευνητές αναδημιούργησαν αυτό το φαινόμενο στο εργαστήριο και διαπίστωσαν ότι η ηλεκτρική δραστηριότητα που προέκυπτε μπορούσε να σχηματίσει αλυσίδες οργανικών μορίων, ανάμεσά τους και τα βασικά συστατικά του DNA.
Η συμβολή του νερού στη δημιουργία ζωής
Ο καθηγητής Ρίτσαρντ Ζαρ από το Στάνφορντ εξήγησε:
«Στην πρώιμη Γη, το νερό υπήρχε παντού – έρρεε σε σχισμές, πάνω σε βράχους, δημιουργώντας συνεχώς τις συνθήκες για αυτές τις χημικές αντιδράσεις.»
Προηγούμενες μελέτες είχαν δείξει ότι η αρχέγονη ατμόσφαιρα της Γης περιείχε διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο, μεθάνιο, αμμωνία και υδρογόνο. Οι ερευνητές της νέας μελέτης συνδύασαν αυτά τα αέρια με τις μικροαστραπές σε πειράματα, παρατηρώντας τον σχηματισμό ουρακίλης – ενός οργανικού μορίου που αποτελεί βασικό δομικό στοιχείο του RNA.
Ο ρόλος της ουρακίλης στη ζωή
Η ουρακίλη είναι μία από τις τέσσερις βάσεις νουκλεοτιδίων του RNA, του μορίου που βοηθά στη μεταφορά και αποκωδικοποίηση γενετικών πληροφοριών. Μαζί με το DNA, είναι απαραίτητη για την ύπαρξη και την αναπαραγωγή των ζωντανών οργανισμών.
Η ανακάλυψη αυτή δείχνει ότι η προέλευση της ζωής μπορεί να μην προήλθε από κεραυνούς ή μετεωρίτες που έφεραν οργανικά μόρια στη Γη. Αντίθετα, η απαραίτητη χημεία μπορεί να υπήρχε εξ αρχής στα νερά της πρώιμης Γης.
Ηλεκτρικά φορτισμένα σταγονίδια και μικροαστραπές
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι όταν το νερό εκτοξεύεται στον αέρα – όπως συμβαίνει σε ένα καταρράκτη ή όταν σκάει ένα κύμα – τα σταγονίδια αποκτούν διαφορετικά φορτία. Τα μεγαλύτερα γίνονται θετικά φορτισμένα, ενώ τα μικρότερα αποκτούν αρνητικό φορτίο. Αυτή η ανισορροπία φορτίων προκαλεί μικροσκοπικές ηλεκτρικές εκκενώσεις, δηλαδή μικροαστραπές.
Χρησιμοποιώντας κάμερες υψηλής ταχύτητας, οι επιστήμονες κατάφεραν να παρατηρήσουν αυτές τις αστραπές, οι οποίες, αν και αόρατες με γυμνό μάτι, περιείχαν αρκετή ενέργεια ώστε να προκαλέσουν χημικές αντιδράσεις.
Τα πειράματα επιβεβαιώνουν τη θεωρία
Σε ένα από τα πειράματα, ο ψεκασμός νερού σε ένα μείγμα αερίων όπως άζωτο, μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και αμμωνία οδήγησε στον σχηματισμό τριών οργανικών μορίων:
- Κυανιούχο υδρογόνο
- Το αμινοξύ γλυκίνη
- Την ουρακίλη
Αυτή η ανακάλυψη ενισχύει την άποψη ότι η χημεία της ζωής μπορούσε να δημιουργηθεί από φυσικές διεργασίες που συνέβαιναν διαρκώς στη Γη.
«Συνήθως θεωρούμε το νερό ως κάτι αδρανές, αλλά όταν διασπάται σε μικροσκοπικά σταγονίδια, γίνεται εξαιρετικά αντιδραστικό», ανέφερε ο Ζαρ. Αυτή η αντίδραση, που συνέβαινε όπου υπήρχε νερό, φαίνεται να αποτελεί τη βασική πηγή της ζωής.
Η έρευνα, που δημοσιεύτηκε στο Science Advances, προσφέρει μια νέα προοπτική για το πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη και ίσως και σε άλλους πλανήτες με παρόμοιες συνθήκες.