TLDR: Nový experiment ukazuje, že atmosféra rané Země mohla sama vyrábět aminokyseliny a sirné biomolekuly – tedy stavební kameny života – ještě před vznikem organismů. Studie tuna.

Jednou z největších otázek života, vesmíru a vůbec zůstává tak, kdy asi z vhodné chemie vznikly ingredience nutné pro život? Předpokládá se totiž, že ačkoliv prapůvodní mračno plynu, z něhož Sluneční soustava vznikla, muselo být vhodného složení, posloužilo jenom jako základ pro další vývoj – složitější molekuly nutné pro život tak zřejmě vznikaly až při procesech formování planet & doby krátce poté…

Tedy paradoxně v nejbrutálnějších dobách Sluneční soustavy! Raná Země byla pekelná koule plná vulkanických výbuchů, dopadů meteoritů a atmosféry složené z plynů, které bychom dnes označili spíše za chemickou zbraň než život podporující prostředí. Přesto, či spíše proto, se v tomto kotlíku ale narodily nutné komponenty života!

„A to víme, nebo to spekuluješ?“

Logicky – to nevíme, protože nemáme časostroj. Ale ukazují na to stále častější experimenty. Mezinárodní tým vědátorů pod vedením CU Boulder nyní v novém pokusu nasimuloval atmosféru rané Země – směs metanu, oxidu uhličitého, sirovodíku a dusíku – a vystavil ji světlu, jaké dopadalo na planetu před miliardami let. Výsledek ukazuje, že atmosféra vyprodukovala řadu sirných biomolekul, včetně aminokyselin cystein a taurin.

Tyhlecty molekuly jsou zásadní pro vznik proteinů a metabolismus – a přitom se dosud mělo za to, že na Zemi vznikly až po nástupu života. Nový výzkum však naznačuje, že sama obloha mohla být zásobárnou chemie, která pomohla životu odstartovat.

A nejde o kosmetický detail, protože právě sirné aminokyseliny bývají považovány za kritické při formování prvních enzymů a prvních jednoduchých metabolických cyklů!

„Jak to s nima bylo dál?“

Autoři spekulují, že tyto látky se mohly deštěm dostávat na povrch, kde se spojily s dalšími příznivými podmínkami – třeba u sopek či podmořských průduchů. Výpočet ukázal, že atmosféra mohla vytvořit dost cysteinu pro jeden kvintilion buněk – což není málo pro planetu, kde ještě žádný život nebyl. A pokud do toho připočteme i další prebiotické zdroje, jako Millerův-Ureyův typ bouřkových výbojů, hydrotermální průduchy či přínos kometárních molekul, začíná se rýsovat překvapivě pestré chemické hřiště.

Podobné organické molekuly se objevily i v atmosféře exoplanet, což často bývá bráno jako možný signál života. Klasicky ale platí, že ne všechno organické musí být biologické – skutečnost, že mohou vznikat ve velké míře abioticky skrze brutální podmínky nedlouho po vzniku planety, naopak naznačuje, že vhodná chemie je ve vesmíru častý jev.

U exoplanet typu mini-Neptunů nebo mladých super-Zemí už dnes teleskopy zachytily stopy metanu, sirovodíku či dalších prekurzorů organiky – a není jasné, zda jde o život, nebo o přirozené geochemické procesy. Pro abiotický vznik života však tyhle geochemické procesy mohly být kdysi zásadní!

„A tyhle procesy dneska už neprobíhají?“

Nějaké ano, ale nějaké zřejmě ne. V tomto kontextu se hodí taky zmínit, že okno pro abiogenezi (vznik života z vhodné chemie) bylo zřejmě relativně limitované a omezené na období po vzniku Země. Jiné studie mluví o okně 100 až 500 milionů let po zformování planety, kdy Země překypovala energií – od ultrafialového záření přes radiaci až po vulkanické výlevy. Kdyby se život v tomto okně nestihl zformovat a uchytit, už by k tomu nemusel dostat šanci, protože po období Hadaika začala chemie postupně uklidňovat a oxidace atmosféry později některé prebiotické procesy znemožnila.

Nový experiment tak elegantně doplňuje mozaiku toho, jak snadno – či spíše nečekaně přirozeně – mohly první ingredience života vznikat. Pokud je to pravda, život může být v kosmu častější, než jsme si mysleli. Jen jeho další kroky směrem ke složitosti zůstávají zřejmě vzácné.

[Ladislav Loukota]

Vědátor vznikl jako spinoff spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd, dnes jej provozuje spolek Hyperion Media. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – kontaktní mail je [email protected]