"Živ je! ŽIV JE!"
Ovaj legendarni uzvik iz filma Frankenstein (1931), kada doktor Henri Frankenštajn slavi svoje groteskno otkriće, postao je simbol moći električne energije. U tom trenutku, njegov monstruozni eksperiment oživljava uz prasak munja i električne varnice.
Iako manje dramatično od scene iz filma, električna energija možda je imala ključnu ulogu u nastanku života na Zemlji prije nekoliko milijardi godina.
Zemlja je stara oko 4,5 milijardi godina, a najstariji poznati fosili mikroorganizama potiču iz perioda od prije 3,5 milijardi godina. Ipak, mnogi naučnici smatraju da je život nastao još ranije, iz organskih molekula koje su se postepeno formirale u prvobitnim vodenim tijelima, poznatim kao praistorijska supa.
Ali kako su se te organske molekule uopće pojavile? Još prije nekoliko decenija naučnici su predložili da su hemijske reakcije, izazvane udarima munja u drevnim okeanima, dovele do spontane pojave organskih spojeva, piše CNN.
Nova studija, objavljena 14. marta u časopisu Science Advances, sugeriše da bi mikrogromovi – gotovo nevidljive varnice između sićušnih kapljica vode – mogli biti snažan katalizator u stvaranju aminokiselina iz anorganskih materijala. Aminokiseline su osnovni građevni blokovi života i ključni korak ka njegovoj evoluciji.
Mikrogromovi kao izvor energije za nastanak života
"Prepoznato je da je bio potreban neki snažan katalizator kako bi se pokrenule hemijske reakcije koje su dovele do nastanka života na ranoj Zemlji," izjavila je dr. Amy J. Williams, astrobiologinja i geobiologinja sa Univerziteta Florida.
Da bi se aminokiseline formirale, neophodno je da se atomi azota vežu za ugljik. Međutim, azot je prisutan u obliku molekula (N₂) sa izuzetno snažnim hemijskim vezama koje je teško razbiti – osim uz pomoć ogromne količine energije.
Naučnici su ranije smatrali da su munje bile ključni izvor te energije, ali sada mikrogromovi nude novo, vjerovatnije objašnjenje.
Eksperiment inspirisan slavnim Miller-Urey testom
Nova studija se temelji na eksperimentu iz 1953. godine, koji su sproveli američki hemičari Stanley Miller i Harold Urey. Oni su stvorili simulaciju atmosfere rane Zemlje koristeći amonijak (NH₃), metan (CH₄), vodonik (H₂) i vodu, a zatim su ovu smjesu izložili električnim pražnjenjima kako bi simulirali udare munja. Rezultat? Formacija jednostavnih aminokiselina, čime je podržana teorija abiogeneze – ideja da život može nastati iz nežive materije.
Tim istraživača, predvođen dr. Richardom Zareom sa Univerziteta Stanford, odlučio je testirati mogu li mikrogromovi imati isti efekat.
U eksperimentu su koristili kapljice vode veličine između 1 i 20 mikrona (za poređenje, ljudska vlas ima širinu od oko 100 mikrona). Manje kapljice su bile negativno naelektrisane, dok su veće bile pozitivno naelektrisane.
Kada su se suprotno naelektrisane kapljice približile, elektroni su preskakali između njih – stvarajući mikrogromove. Ovaj proces su snimili kamerom visoke brzine i otkrili organske molekule sa vezama ugljik-azot, uključujući aminokiselinu glicin i uracil, ključnu komponentu RNA.
Šta ovo znači za teorije o nastanku života?
Dok su munje u ranoj Zemljinoj atmosferi bile sporadične i nepredvidive, vodena magla i mikrogromovi vjerovatno su bili daleko češći i postojali u velikim količinama.
"Predlažemo da je ovaj novi mehanizam prebiotičke sinteze mogao kontinuirano stvarati aminokiseline u plitkim vodama, omogućavajući njihov akumulaciju i kasniji razvoj složenijih molekula," rekao je dr. Zare.
Ipak, porijeklo života i dalje ostaje naučna misterija. Druga hipoteza sugeriše da su prve aminokiseline nastale u hidrotermalnim otvorima na dnu okeana, gdje su interakcije morske vode, bogatih vodonikom gasova i ekstremnog pritiska mogle stvoriti slične hemijske spojeve.
Bez obzira na to koji je scenario tačan, jedno je sigurno – električna energija je odigrala ključnu ulogu u nastanku života na Zemlji.
