У лабораторії Мюнхенського університету імені Людвіга-Максиміліана вперше вдалося відтворити давні умови на дні океану, які, ймовірно, сприяли виникненню життя на Землі. У результаті мікроорганізм Methanocaldococcus jannaschii не лише вижив у цьому середовищі, а й почав активно розмножуватись, без жодних додаткових поживних речовин, — передає КРВ.медіа з посиланням на дослідження.
Глибоководні джерела як імовірне джерело життя
Одна з провідних наукових гіпотез припускає, що життя на Землі зародилося не на суші, а у глибинах океану — біля гідротермальних джерел, відомих як «чорні курці». Це місця, де гаряча мінералізована вода виривається з надр планети, взаємодіє з холодною морською водою та формує структури з залізо-сірчаних мінералів. Умови тут надзвичайно екстремальні: високі температури, відсутність кисню й сонячного світла.
Ці мінеральні «хімічні сади» утворюють трубчасті утворення — димарі, які схожі на коралові стебла. Вони могли діяти як природні реакційні камери, де в присутності заліза, сірки й води відбувалися хімічні реакції, здатні започаткувати первинний метаболізм.
Гіпотеза про походження життя у таких умовах є однією з кількох у сучасній науці, поруч із теоріями про «теплі калюжі» на поверхні або каталіз на глинистих мінералах. Однак саме глибоководні гідротермальні системи мають перевагу: вони забезпечують постійне джерело енергії — молекулярний водень, який вивільняється при взаємодії заліза з водою.
Лабораторний «чорний курець»: як це працює
Команда під керівництвом геохіміка Ванесси Гельмбрехт (Університет Людвіга-Максиміліана, Мюнхен) провела експеримент із моделювання умов ранньої Землі. У скляний флакон було поміщено розчин із високою концентрацією розчиненого заліза, після чого в нього ввели сульфідну рідину. Реакція призвела до утворення чорного осаду — мінералів маккінавіт (FeS) і грейгіт (Fe₃S₄), які швидко сформували димароподібну структуру, аналогічну природному гідротермальному джерелу.
Під час гідратації цих мінералів виділяється молекулярний водень (H₂) — ключовий донор електронів для біохімічних реакцій. Це створює умови, в яких могли розпочатися перші метаболічні процеси. Такі структури — лабораторні «хімічні сади» — не лише відтворюють геохімічні параметри, а й забезпечують мікросередовище, здатне підтримувати життя.
На фото з експерименту показане утворення «чорного курця» у пробірці.
Живий свідок давніх метаболізмів
Для перевірки життєздатності в цьому середовищі дослідники обрали Methanocaldococcus jannaschii — архею, яка мешкає біля сучасних гідротермальних джерел. Це один з організмів, що використовує ацетил-КоА шлях — біохімічний механізм фіксації вуглецю, який не потребує ферментів і вважається одним із найдавніших метаболічних процесів.
Цей мікроорганізм вперше був ізольований у 1980-х роках біля підводного вулкану в Тихому океані, а в 1996 році став першим архейним видом, чий геном був повністю секвеновано.
У ході експерименту архея не лише вижила в моделюваному середовищі, а й продемонструвала експоненціальне зростання — попри відсутність додаткових поживних речовин, вітамінів чи мікроелементів. За словами Гельмбрехт, клітини концентрувалися саме біля частинок маккінавіту — подібно до того, як давні скам’янілості демонструють сліди колоній мікроорганізмів у мінеральних порах.
Це свідчить про здатність таких мікроосередовищ підтримувати автотрофний метаболізм — тобто здатність самостійно виробляти органічні сполуки з CO₂, використовуючи водень як джерело енергії.
Значення для науки та пошуку позаземного життя
Експеримент німецьких учених посилює аргументи на користь гіпотези про гідротермальне походження життя на Землі. Вперше вдалося показати, що в умовах, максимально наближених до архейської ери, сучасний організм може не лише виживати, а й активно функціонувати.
Крім того, дослідження має значення для астробіології. Вчені припускають, що подібні гідротермальні умови можуть існувати під поверхнею супутників Юпітера (Європа) чи Сатурна (Енцелад). Якщо мінерали, подібні до маккінавіту (FeS) й грейгіту (Fe₃S₄), можуть там утворюватися, це створює гіпотетичну можливість виникнення життя й за межами Землі.
Автори дослідження підсумовують:
«Наше дослідження вказує на те, що маккінавіт і грейгіт могли створювати хімічні сади — мікросередовища, здатні підтримувати перші метаболізми та забезпечити безперервну еволюцію клітин, які лише починали формуватися».
Раніше ми писали, що на Титані можливе життя, але його важко виявити
