Formy życia z Ziemi mogą przeżyć na księżycach Saturna

Niemieckim naukowcom z Uniwersytetu Ludwika i Maksymiliana w Monachium udało się odtworzyć warunki, w jakich żyły najstarsze mikroorganizmy na Ziemi około 4 miliardów lat temu. Eksperyment wykazał, że pierwsze ogniwa życia mogły pozyskiwać energię z wodoru uwalnianego podczas reakcji geochemicznych żelaza i siarki. 

Badanie to, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie naukowym Nature Ecology & Evolution, rzuca nowe światło na początki życia na naszej planecie i sugeruje, że podobne procesy mogłyby zachodzić na księżycach Saturna.

Zespół badawczy pod kierownictwem naukowców z Monachium stworzył miniaturowe odpowiedniki starożytnych źródeł hydrotermalnych, znanych jako „czarne dymy". Te podwodne kominy, występujące w strefach aktywności wulkanicznej na dnie oceanów, charakteryzują się wysokimi temperaturami i specyficznym składem chemicznym. 

W takich warunkach w laboratorium tworzyły się minerały siarczku żelaza, w tym rzadki minerał - mackinawit. "Czarne dymy" uważane są za jedno z najbardziej prawdopodobnych miejsc, w których mogło powstać życie na Ziemi. Warunki panujące w tych ekosystemach - wysoka temperatura, ciśnienie oraz obecność podstawowych pierwiastków i związków chemicznych - mogły sprzyjać powstawaniu pierwszych form życia.

W ramach eksperymentu naukowcy umieścili w stworzonym środowisku współczesne archeony gatunku Methanocaldococcus jannaschii. Mikroorganizmy te są uważane za współczesne odpowiedniki starożytnych form życia, które mogły zamieszkiwać hydrotermalne źródła na dnie prehistorycznych oceanów. 

Wyniki były zdumiewające - archeony nie tylko przetrwały w tych ekstremalnych warunkach, ale zaczęły się aktywnie rozmnażać, wykorzystując uwolniony wodór jako źródło energii. "Nie dodaliśmy żadnych składników odżywczych, ale archeony rosły wykładniczo. To potwierdza, że pierwsze komórki mogły uzyskać energię z prostych reakcji chemicznych" — powiedziała główna autorka badania Vanessa Helmbrecht.

Szczególnie ważnym odkryciem było zidentyfikowanie, że archeony wykorzystywały starożytną ścieżkę metaboliczną acetylo-CoA. Ten mechanizm biochemiczny jest zachowany u niektórych współczesnych mikroorganizmów i może stanowić jedną z najstarszych dróg pozyskiwania energii przez żywe organizmy. 

Interesującym odkryciem było również to, że mikroorganizmy rosły obok cząstek mackinawitu - rzadkiego minerału siarczkowego. Jest to zgodne z kopalnymi dowodami wczesnego życia odnajdywanymi w skałach zawierających żelazo. Badacze sugerują, że podobne procesy mogły zapoczątkować ewolucję życia na Ziemi.

Badania te mają również istotne znaczenie dla astrobiologii - nauki zajmującej się poszukiwaniem życia poza Ziemią. Naukowcy sugerują, że podobne warunki mogą istnieć na księżycu Saturna, Enceladusie, gdzie pod lodową skorupą znajduje się ocean wykazujący aktywność hydrotermalną. 

Najbliższe plany zespołu badawczego zakładają symulację środowiska Enceladusa i sprawdzenie, czy archeony mogą przetrwać w takich warunkach. Mogłoby to dostarczyć cennych wskazówek co do potencjalnej obecności życia na tym księżycu Saturna.

Badanie niemieckich naukowców stanowi przełom w zrozumieniu początków życia na Ziemi. Udowadnia, że nawet w ekstremalnych warunkach, jakie panowały na młodej planecie, proste formy życia mogły nie tylko przetrwać, ale także rozwijać się, wykorzystując podstawowe procesy chemiczne. 

Wyniki tych badań pokazują, że powstawanie minerałów żelaza i siarki może generować wystarczającą ilość wodoru, aby wspierać wzrost pierwszych organizmów na Ziemi. Jest to kluczowe odkrycie, które pomaga nam zrozumieć, jak życie mogło się pojawić i przetrwać w warunkach panujących na wczesnej Ziemi.

Badanie to nie tylko rzuca światło na początki życia na naszej planecie, ale także otwiera nowe możliwości w poszukiwaniu życia poza Ziemią, szczególnie w miejscach, gdzie istnieją podobne warunki hydrotermalne, jak na niektórych księżycach Saturna. 

Enceladus, z jego podpowierzchniowym oceanem i aktywnością hydrotermalną, może oferować warunki zbliżone do tych, które naukowcom udało się odtworzyć w laboratorium. Jeśli archeony mogły rozwijać się w takim środowisku na Ziemi 4 miliardy lat temu, podobne mikroorganizmy mogłyby istnieć obecnie na księżycach gazowych olbrzymów naszego Układu Słonecznego.