"Mikrobłyskawice" mogły zapoczątkować życie na Ziemi

Pojawiające się w kroplach wody mikroskopijne wyładowania elektryczne mogły wywołać chemiczne reakcje wytwarzające organiczne związki niezbędne życiu - wykazało badanie przeprowadzone na Stanford University (USA). Odkrycie rozwiązuje problemy związane z wcześniejszą teorią o kluczowym działaniu burz.

Jak wyjaśniają naukowcy, przez kilka miliardów lat po swoim powstaniu, Ziemia prawdopodobnie zawierała mieszaninę różnych chemikaliów, ale niemal żadnych cząsteczek organicznych z wiązaniami węgiel-azot, które są niezbędne do tworzenia białek, enzymów, kwasów nukleinowych, chlorofilu i innych związków budujących dzisiejsze organizmy żywe.

Przeprowadzony w 1952 roku eksperyment Millera-Urey'a pokazał powstawanie organicznych związków pod działaniem elektrycznych wyładowań w mieszaninie wody i prostych gazów jak metan, amoniak, wodór, które prawdopodobnie występowały na wczesnej Ziemi. Krytycy tej teorii twierdzili natomiast, że błyskawice zdarzają się zbyt rzadko, a oceany są zbyt rozległe, aby taki proces mógł mieć istotne znaczenie.

Teraz naukowcy odkryli, że rozpylona woda, która wytwarza niewielkie ładunki elektryczne, może wykonać to zadanie samodzielnie, bez potrzeby dodatkowego elektrycznego zasilania ze strony błyskawic.

"Mikrowyładowania elektryczne powstające między przeciwnie naładowanymi mikrokropelkami wody wytwarzają wszystkie cząsteczki organiczne zaobserwowane wcześniej w eksperymencie Millera-Ureya. Proponujemy uznanie, że jest to mechanizm prebiotycznej syntezy cząsteczek stanowiących podstawowe elementy życia" - mówi prof. Richard Zare, główny autor badania opisanego na łamach magazynu "Science Advances".

Jego zespół najpierw zbadał, w jaki sposób krople wody nabierają różnych ładunków elektrycznych podczas rozpryskiwania lub rozdzielania się. Odkryto, że większe krople często mają ładunek dodatni, a mniejsze ujemny.

Ponadto, gdy przeciwnie naładowane krople zbliżały się do siebie, między nimi przeskakiwały iskry. Badacze nazywają je "mikrobłyskawicami", ponieważ proces ten jest podobny do gromadzenia i wyładowywania energii w postaci błyskawic w chmurach.

Z pomocą kamer o dużej prędkości udokumentowali te wyładowania. Następnie rozpylili wodę o temperaturze pokojowej w mieszaninie gazów zawierającej azot, metan, dwutlenek węgla i amoniak - substancje, które prawdopodobnie występowały na wczesnej Ziemi. W rezultacie powstały cząsteczki organiczne z wiązaniami węgiel-azot, w tym cyjanowodór, aminokwas glicyna czy składnik RNA - uracyl.

Jak tłumaczą naukowcy, we wczesnej historii Ziemi rozpryski wody występowały powszechnie. "Myślę, że to rozwiązuje wiele problemów związanych z hipotezą Millera-Ureya" - mówi prof. Zare.

Marek Matacz