Skrivene duboko u Tihom okeanu – gotovo 6.000 metara (19.685 stopa) u Marijanskom rovu – nalazi se grupa hidrotermalnih otvorenih ventila, koji bi mogli pružiti važne tragove o tome kako je život započeo na Zemlji.

To je zaključak nove studije koju je sprovela ekipa sa Riken naučno-istraživačkog instituta i Tehnološkog instituta u Tokiju u Japanu, a ono što ovu grupu hidrotermalnih ventila čini posebno značajnom je način na koji mogu proizvoditi energiju bez pomoći živih ćelija.

Naučnici su pronašli nanostrukture oko ventila koje mogu delovati kao selektivni jonski kanali, što znači da funkcionišu poput podvodnih filtera – propuštajući određene tipove naelektrisanih čestica dok blokiraju druge.

Ovom selekcijom može se proizvesti mala, ali značajna razlika u naponu, koja je slična organskim kanalima u membranama naših ćelija. To što u ovom slučaju nije uključeno organsko materijal sugeriše da je generisanje energije – poznato kao konverzija osmoze – moglo biti uspostavljeno na Zemlji pre nego što je život nastao, stvarajući pogodno okruženje za pojavu živih ćelija.

Spontana formacija jonskih kanala otkrivenih u dubokim hidrotermalnim otvorima ima direktne posledice za poreklo života na Zemlji i van nje,“ kaže biohemčar Ryuhei Nakamura iz Rikena.

Hidrotermalni otvori su slabe tačke gde voda zagrejana magmom, koja je prodrla u Zemljinu koru, ponovo izlazi u okean. Ova reciklirana voda je bogata mineralima i puna energije, zbog čega naučnici smatraju da bi duboki morski hidrotermalni otvori mogli igrati ulogu u poreklu života.

Otvoreni ventili koji se razmatraju u ovoj studiji sastavljeni su od složenog mešavine minerala, što ih čini posebno zanimljivim za istraživanje.

Pogled na uzorak od 84 centimetra (33 inča) magnezijum-hidroksida pokazao je kristale organizovane u ravne kanale, koji kontrolišu protok tečnosti koja prolazi kroz otvor i stvaraju razliku u naponu preko površine.

„Neočekivano, otkrili smo da konverzija osmoze, vitalna funkcija u savremenom biljnom, životinjskom i mikrobnome životu, može se odvijati abioticki u geološkom okruženju,“ kaže Nakamura.

Iza porekla života, otkrića bi mogla pomoći i u prikupljanju plave energije – procesu u elektranama gde se osmoza koristi za generisanje električne energije iz razlika između slane i slatke vode. Uzimajući nekoliko saveta iz prirode, mogli bismo poboljšati efikasnost, pristupačnost i ekološku prihvatljivost ovih tehnika.

Međutim, najznačajnije je to što nas ovo dovodi bliže odgovoru na pitanje kako organski život može proizaći iz neorganskih materijala – i kako se to možda dogodilo na Zemlji, pre milijardi godina. Naučnici imaju mnogo različitih ideja o poreklu života, ali hidrotermalni otvori su sigurno mogli biti uključeni.

„Posebno, naša studija pokazuje kako konverzija osmoze, vitalna funkcija u savremenom životu, može da se odvija abioticki u geološkom okruženju,“ kaže Nakamura.