Необычное открытие глубоководных источников поможет ученым раскрыть секреты планеты
На глубине почти 6000 метров в Марианской впадине находится группа гидротермальных источников, которые могут пролить свет на происхождение жизни на Земле. Это стало возможным благодаря новому исследованию, проведенному учеными из Научно-исследовательского института Рикен и Токийского технологического института в Японии.
Фото: Xinhua/ZUMAPRESS.com/Global Look Press
Уникальностью жерл является то, что они способны генерировать энергию без участия живых клеток. Ученые обнаружили наноструктуры вокруг жерл, которые функционируют как селективные ионные каналы, действуя как подводные фильтры: они пропускают определенные заряженные частицы и блокируют другие.
По словам исследователей, этот селективный процесс создает небольшую, но важную разницу в напряжении, похожую на органические каналы в клеточных мембранах. Отсутствие органического материала предполагает, что осмотическое преобразование энергии могло происходить на Земле задолго до возникновения жизни, создавая условия для формирования первых живых клеток.
«Спонтанное образование ионных каналов в глубоководных гидротермальных источниках имеет прямые последствия для возникновения жизни на Земле и за ее пределами», — говорит биохимик Рюхей Накамура.
Гидротермальные источники — это места, где вода, нагретая магмой, проникает в земную кору и снова выходит в океан, нагруженная минералами и энергией. Ученые полагают, что эти источники могли сыграть ключевую роль в возникновении жизни.
Изучаемые источники содержат сложную смесь минералов, что делает их особенно интересными для анализа. Образец гидроксида магния длиной 84 сантиметра был исследован и обнаружил, что он образует прямые каналы, которые регулируют поток жидкости и создают различия в поверхностном напряжении.
«Мы неожиданно обнаружили, что осмотическое преобразование энергии, которое важно для современных растений, животных и микробов, может происходить абиотически в геологической среде», — сказал Накамура.
Результаты исследования могут быть полезны не только для изучения происхождения жизни, но и для разработки технологий сбора голубой энергии, процесса, который использует осмотическую энергию для выработки электроэнергии из различий между соленой и пресной водой. Учась у природы, мы можем сделать эти методы более эффективными и экологически чистыми.
Говорят, что исследование приближает человечество к пониманию того, как органическая жизнь могла возникнуть из неорганических материалов на Земле миллиарды лет назад. У ученых есть много теорий о происхождении жизни, но гидротермальные источники вполне могли сыграть свою роль.
«Наше исследование демонстрирует, как осмотическое преобразование энергии, жизненно важная функция современной жизни, может происходить абиотически в геологической среде», — заключает Накамура.