Ookeanisügavusest avastati kummaline nanostruktuur ja loe, mida see tegi

Horisontaalne lõige hüdrotermilise lõõri seinast: pildil on lõõris liikuva vedeliku kanalid (tähistatud kollaste tärnidega) ja perioodilised joonmustrid lõõri seinas (tähistatud punaste nooltega). Foto: Nature Comminications artiklist

Peaaegu 6000 meetri sügavusel Mariaani süviku põhjas asuvad hüdrotermilised lõõrid (hydrothermal vents), mis võivad pakkuda olulisi vihjeid Maa elu alguse kohta.

Jaapani Riken Teadusuuringute Instituudi ja Tokyo Tehnoloogiainstituudi teadlaste juhitud uus uurimus jõudis järeldusele, et need hüdrotermilised lõõrid suudavad toota energiat ilma elusrakkude abita. See avastus võib mängida võtmerolli elu tekke mõistmisel.

Teadlased leidsid ookeanilõõrid ümbruses nanostruktuure, mis toimivad selektiivsete ioonikanalitena, mis tähendab, et need toimivad veefiltritena, lastes läbi teatud tüüpi laetud osakesi, samas blokeerides teisi. Selle valiku kaudu tekib väike, kuid oluline pingeerinevus, sarnaselt orgaanilistele kanalitele meie rakkude membraanides. Kuna antud juhul ei ole seotud orgaanilisi aineid, viitab see sellele, et energiatootmine – mida tuntakse osmootse (ehk sinise) energiana – võis Maal eksisteerida enne elu tekkimist, luues sobiva keskkonna elusrakkudele.

Rikeni instituudi biokeemik Ryuhei Nakamura selgitas, et süvameres leitud spontaanne ioonikanalite moodustumine omab otsest mõju elu päritolu uurimisele nii Maal kui ka mujal. Hüdrotermilised lõõrid, mis on nõrgad kohad, kus magma poolt kuumutatud vesi taas ookeani jõuab, on mineraaliderikkad ja täis energiat. Seetõttu arvavad teadlased, et sellised süvavee hüdrotermilised ventilatsiooniavad võisid mängida rolli elu tekkeprotsessis.

Uurimistöös vaadeldud lõõrid koosnevad keerulisest mineraalide segust, mis teeb need eriti huvitavaks. 84-sentimeetrist magneesiumhüdroksiidi proovi lähemalt vaadeldes avastasid teadlased, et kristallid on organiseeritud sirgetesse kanalitesse, mis reguleerivad vedeliku liikumist läbi ventilatsiooniava ja tekitavad pinnal pingeerinevuse.

Oma üllatuseks avastasime, et osmootse energia muundamine, mis on elutähtis funktsioon tänapäeva taimede, loomade ja mikroobide elus, võib toimuda ka abiootiliselt geoloogilises keskkonnas, selgitas Nakamura.

Lisaks elu päritolu uurimisele võivad need tulemused aidata kaasa sinise energia kogumisele (blue energy harvesting) – protsessile, mille käigus kasutatakse osmootset  energiat, et toota elektrit soolase ja mageda vee erinevustest. Loodusest eeskuju võttes võib osutuda võimalikuks nende tehnikate tõhusamaks, soodsamaks ja keskkonnasõbralikumaks muutmine.

Kõige olulisem on aga see, et teadlased liiguvad sammu võrra lähemale vastuse leidmisele, kuidas võib orgaaniline elu tekkida mitteorgaanilisest materjalist – ja kuidas see võis juhtuda Maal miljardeid aastaid tagasi. Kuigi teadlastel on elu päritolu kohta palju erinevaid teooriaid, on hüdrotermilised lõõrid kindlasti üks võimalikest võtmeteguritest.

Nakamura rõhutas, et uurimistöö näitab, kuidas osmootse energia muundamine, mis on tänapäeva elu jaoks hädavajalik, võib toimuda abiootiliselt geoloogilises keskkonnas.

Allikas: Science Alert