Senine arusaam elu tekkest seati kahtluse alla

On aeg loobuda kaua püsinud ideest, et elu sai alguse madalas soojas rannikumeres, kutsuvad üles mõned teadlased ja pakuvad välja usutavama hüpoteesi, kuidas elu sai tekkida maailmamere sügavuses.

Nõndanimetatud ürgleeme (ingl

primordial soup

) ideed mainis omal ajal juba Charles Darwin, kuid konkreetsemalt vormistas selle 80 aasta eest tuntud Inglise geneetik J. B. S. Haldane, otsides lahendust elu tekkimise küsimusele. Tema idee kohaselt moodustusid esimesed orgaanilised molekulid madalates soojades rannikumeredes metaanist, ammoniaagist ja veest UV-kiirguse mõjul. Need koondusid aina suuremateks ühenditeks, hakkasid teisi energia saamiseks kääritama ning arenesid lõpuks elule aluse pannud molekulideks, nagu RNA ja DNA, kirjutab

Tarkade Klubi

.

“Õpikutes on kirjas, et elu tekkis sellest orgaaniliste ainete leemest. Me pakume uue arusaama, miks see vana ja tuttav lähenemine üldse ei toimi,” ütles teooriale kinda heitnud töörühma liige Nick Lane Londoni University College’ist.

Nende kriitika keskmes on asjaolu, et ürgleemes pole energiaallikat, mis hoiaks käigus eluks hädavajalikke reaktsioone. UV-kiirgus või äike on ebapüsivad ja problemaatilised, tihti hävitades sama palju kui luues.

Tarkade Klubi värskes numbris:

• Kliimateaduse ABC

• Ookeanipõhja elav fossiil

• Aju teadlaste lõikelaual

• Vigursuusatamise füüsika

• Persoon: metalliprofessor Priit Kulu

• Kuidas ehitada kosmoses?

“Hoolimata selle bioenergeetilistest ja termodünaamilistest puudustest on 80aastane ürgleeme mõiste jäänud elu päritolu käsitlevates üldarusaamades kesksele kohale,” tõdeb ajakirjas BioEssays avaldatud artikli peamine autor William Martin, Saksamaal Düsseldorfis asuva Heinreich Heine nimelise ülikooli botaanikainstituudi evolutsioonibioloog. “Kuid sel leemel pole suutlikkust toota eluks hädavajalikku energiat.”

Selline energiaallikas on olemas aga merepõhjas — kuumade allikate näol. “Me esitleme alternatiivi, et elu tekkis gaasidest,” märgib Lane. “Energia esmase elu jaoks tuli emakese Maa tekitatud geokeemiliste muutuste ärakasutamisest eriliste süvamere hüdrotermaalallikate juures.”
Kui nende allikakorstende pind on kaetud pisitillukeste ühendatud pooridega, muutuvad need omamoodi raku eelkäijaks. Neis õõntes toimuvad protsessid meenutavad väga tänapäevase raku toimimise mehhanisme, prootonite voogu läbi membraani.

Kemiosmoosiks nimetatud protsessi käigus kasutavad rakud prootoneid energiat kandva ühendi ATP sünteesiks, oletavad teadlased. Hüdrotermaalallikate läheduses tekkisid sellised protsessid looduslikult, kui allikatest välja voogav mineraalidega rikastatud kuum vesi kohtus külma ookeaniveega. Siis omandasid rakud võime ise prootonite voogu juhtida, kasutades allikana ilmselt vesinikku ja vastuvõtjana süsihappegaasi.

“Tänapäevased rakud on pärinud samamahulise prootonivoo ja, mis kõige olulisem, samasuunalisuse — positiivsed väljas, negatiivsed sees — nagu neis anorgaanilistes õõntes, millest nad alguse said,” selgitab uurimuse kolmas autor, Londoni Queen Mary ülikooli biokeemik John Allen.

“Me käsitleme seda, kuidas varased rakud võisid kasutada geokeemiliselt tekkinud jõudu ja õppisid siis seda ise tekitama,” lisab Lane. Kemiosmoosi kasutama õppimine päästis organismid seejärel allikate külge aheldatusest. “Põhjus, miks kõik tänapäevased organismid on kemiosmootilised, on lihtsalt see, et nad pärisid selle just sellest ajast ja kohast, kus tekkisid esimesed rakud — ja nad pole ilma selleta saanud areneda,” selgitab Martin.

“Kaugel sellest, et see oleks olnud algse elu liikumapanekuks liiga keeruline,” järeldavad autorid, kes nimetavad seda kõige revolutsioonilisemaks ideeks bioloogias pärast Darwinit. “On pea võimatu ette kujutada, kuidas elu oleks saanud tekkida ilma prootonivoota, mida pakuti “tasuta” loodusliku globaalse geokeemilise protsessi tulemusel.”