TLDR: Kdyby bylo na vznikající Zemi relativně odlišné množství abiotického kyslíku, výrazně by to změnilo chemické složené nahrávající následnému zrodu prvního života. Studie tuna.

Příběh vzniku života na Zemi je zase o něco komplikovanější! Když jsem byl děcko, chytré knížky si myslely, že prim ve vzniku života hrál kyslík. Pak se to začalo měnit – a hlavní roli převzala voda. Voda byla všude, „hledejte vodu, najdete život“!

Jenže nová studie to částečně vrací zpátky ke kyslíku. Ne ovšem k tomu, který dnes dýcháme, ale k chemickým podmínkám při úplném zrodu planety…

„Však tehdy kyslík ještě nic nedělalo, ne?“

Nic živého – kyslík ale může vznikat i abioticky, poněvadž jde o relativně jednoduchou molekulu. Mno a vědátoři z ETH Zurich se podívali na moment, kdy se formovalo zemské jádro. Tedy na dobu, kdy byla Země ještě roztavená koule a rozhodně nevypadala jako místo, kam byste si šli lehnout do trávy s knihou a pivkem.

Těžké prvky jako železo tehdy klesaly dolů a vytvořily jádro, zatímco lehčí materiál zůstal výš – v plášti, z něhož později vznikla kůra, oceány a všechno to naše pozemské harampádí. Tohle se samože dělo i na jiných kamenných planetách. Jenže v případě Země podle nové práce o šancích na život rozhodlo, kolik kyslíku bylo přítomné právě v téhle rané fázi…

„Na co byl kyslík potřeba, když ho nic nedýchalo?“

Důvodem jsou dva prvky, bez kterých se život neobejde: fosfor a dusík. Fosfor je zásadní pro DNA, RNA i buněčnou energetiku – bez něj by buňky neměly pořádný návod ani baterky. Dusík je zase klíčovou součástí bílkovin, tedy molekulárních struktur, ze kterých se živé systémy do značné míry skládají. Jinými slovy, bez fosforu a dusíku by vznik života byl o dost hůře představitelnější!  

Háček je v tom, že fosfor a dusík reagují na rané množství kyslíku úplně jinak. Kdyby kyslíku bylo málo, fosfor by se navázal na železo a spolu s ním by zmizel hluboko v jádře. Tam by byl pro život asi tak užitečný jako Wi-Fi signál v trezoru na dně oceánu.

Kdyby kyslíku bylo naopak moc, fosfor by sice zůstal dostupnější, ale dusík by měl větší tendenci utíkat do atmosféry – a postupně by se z planety ztratil. Takže planeta může mít vodu, oceány i docela pěknou atmosféru, ale pokud na začátku prohraje tuhle chemickou loterii, může být pro život stejně vlídná asi jako Měsíc nebo Přerov…

 „No a podařilo se to u nás asi, ne?“

Podle modelů Země věru trefila tohle úzké chemické okno téměř dokonale. A to je dost nepříjemná zpráva pro všechny jednoduché návody typu „najděme exoplanetu s vodou a máme druhou Zemi“. Voda je skvělá, ale sama nestačí. Potřebujete i správně namíchanou geochemii už v době, kdy planeta teprve tuhne z kosmického guláše.

Autoři studie dokonce ukazují, že třeba Mars mohl být v tomhle ohledu mimo optimální zónu. Mohl mít jiné rozložení fosforu a dusíku, a tedy horší podmínky pro život, jak ho známe. To samože nemusí nutně znamenat, že tu život nevznikl – ale zjevně tu mohl mít horší šanci na plnohodnotný rozvoj a snahu o dlouhodobé přežití…

„Co tu loterii u nás ovlivnilo?“

To zatím nevíme. Jedna možnost je složení mateřské hvězdy, protože planety vznikají z podobného materiálu jako jejich hvězda. To znamená, že při hledání života možná nestačí koukat po planetách v obyvatelné zóně – možná musíme hledat celé soustavy, které se chemicky podobají té naší. Ale jelikož Mars je taky jaksi v naší soustavě, jediná proměnná to asi nebude!

Jako obvykle platí, že usuzujeme jenom ze vzorku: 1, tedy ze Země. Nicméně, jelikož nikde jinde ve Sluneční soustavě nevidíme celoplanetární biomy jako u nás, máme fskutečnosti i docela dost příkladů toho, že další planety pro život zjevně moc příhodné nejsou. Nestačí tak zjevně jenom voda, které je tam venku dost – možná rozhodovalo i množství abiotického kyslíku, který se tak v astrobiologii zřejmě dočkává velikého comebacku!

[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]