Elu teke Maal - kõik me tulime serpentiniitkorstnast! Millest?
Stanfordi ülikooli geoloogide töörühm ei ole probleemi lõplikult lahendanud, kuid on astunud olulise sammukese tõele lähemale. Noore Maa geoloogilist ehitust ja keskkonda uurides demonstreerivad uurijad, et täiesti mõeldav on teooria, mille kohaselt tekkis elu ookeanipõhjas serpentiniitkivimite vahetus läheduses. Kuna vajalikud tingimused valitsesid vaid paari miljoni aasta vältel, kujutavad uurimuse tulemused endast potentsiaalset daatumitemplit, mis paneb paika esimese maise organismi ilmumise aja, vahendab PhysOrg.com.
Uurimus, mille autoriteks on geofüüsika professor Norm Sleep, geoloogia ja keskkonnateaduste professor Dennis Bird ning endine magistrand Emily Pope, ilmus eelmisel nädalal ajakirjas Philosophical Transactions of the Royal Society B.
Roheka varjundiga serpentiniit on Californias nii levinud, et osariik on kuulutanud selle oma tunnuskivimiks. Geoloogidele pakuvad aga suuremat huvi serpentiniidilademed süvamere põhjas, kus too mineraal moodustab nn „valge suitsu korstnaid“ (ingl white smoker chimney) — veealuste kuumaveeallikate lõõre (ingl hydrothermal vent) —, millest väljuvad aluselised vedelikud puutuvad kokku happelisema mereveega.
Selle tulemusena toimuv reaktsioon võib korstnakivimisse tekitada poorisarnaseid avausi (ingl pore space). Nii kärjetaoliseks muutunud kivim toimib iselaadse kurnana valget suitsu moodustavale vedelikule, kontsentreerides lahustunud aineid tillukestesse kapslitesse. Kuna nukleiinhapped, millest koosneb RNA, võisid lõõrivedelikes tekkida loomulikul teel iseeneslikult, suurendas vastav protsess täiemõõduliste RNA-ahelate spontaanse moodustumise tõenäosust. Tillukesed „poorid“ võisid sel moel tekkinud organismidel lubada ellu jääda ka ilma rakumembraanideta, võimaldades neil konstruktsiooniks ja enesekaitseks rakendada kivimit ennast.
Erinevus lõõrivedelike ja ookeanivee pH-tasemetes võis varajastele eluvormidele osutuda ka hindamatuks energiaallikaks. Kui serpentiniit merevee toimel oksüdeerub, tekib vesinik. Mikroobidel on võime panna vesinikku reageerima süsinikdioksiidiga, mis annab tulemuseks metaani või atsetaadi — ühendid, millest kumbki toimib keemilise energia allikana.
„Samasugused tingimused valitsevad San Francisco lahepiirkonnas kõikjal, kus vesi serpentiniitkivimist välja tuleb,“ selgitas Sleep. „Kui lähedalt vaadata, on näha, kuidas vesinik merepinnast välja pulbitseb.“
Elu päritolu taoline mudel on mõeldav aga vaid äärmiselt spetsiifiliste tingimuste juures. Täpselt ühel ajaperioodil pidid eksisteerima nii serpentiniit, jahe Maa kui happeline ookean.
Tõenäoliselt oli serpentiniit sel ajal olemas, kui elu tekkis. Paraku on meil usaldusväärseid geoloogilisi andmeid ainult perioodi kohta kuni umbes 3,8 miljardi aastani minevikus, mis muudab igasuguste kindlate väidete esitamise võimatuks. Ometi on Bird ja Pope Gröönimaa lääneosa jääväljade alustest, maailma ühtedest kõige vanematest senikogutud kivimiproovidest hiljuti tuvastanud serpentiniiti.
Samal ajaperioodil oli Maa temperatuur samuti eluks kõlbulik. Mõnisada miljonit aastat pärast moodustumist oli planeet jahtunud temperatuurile alla 120 kraadi Celsiuse järgi — inimeste jaoks kahtlemata liiga tuline, ent mõnede mikroorganismide jaoks päris paras.
Kõige rangemalt ajaliselt piiratud nõudeks elu esialgsele kujunemisele pidi olema ookeani happelisus. Selleks, et tekkiv elu saaks kuumaveelõõride ja merevee vahelist pH-tasemete erinevust ära kasutada, pidid ookeanid toona olema sada korda happelisemad kui tänapäeval — olukord, mis Maa sobiva jahedusega vaid paari miljoni aasta vältel kokku langes.
Varajased ookeanid pidid jääma happeliseks seni, kuni süsinikdioksiidi tase Maa atmosfääris püsis kõrgena. Suur osa gaasist jäi viimaks mandriplaatide subduktsiooni toimel Maa vahevöösse lõksu.
„Vähemalt kirjeldatud mehhanism jätab elu tekkimiseks vaid suhteliselt lühikese võimaliku ajavahemiku,“ märkis Sleep.
Otseseid tõendeid ühe või teise elutekke-teooria kasuks on raske leida. Praegu uurivad geoloogid maakoore süvakihte, lootes leida valge suitsu korstnaid meenutavaid ürgseid struktuure. Samal ajal jätkub jaht membraanitute, kivimisisese eluviisiga mikroobide kaasaegsetele versioonidele.
„On täiesti võimalik, et bioloogidel näkkab,“ arvas Sleep. „Aga ma ei hoiaks ärevusest hinge kinni.“
Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!