În filmul clasic din 1931, Frankenstein, scena în care Dr. Henry Frankenstein își proclamă triumful asupra morții, în timp ce fulgerele animă creatura sa, este una memorabilă. Dincolo de ficțiune, energia electrică ar putea fi jucat un rol similar în realitate, declanșând apariția vieții pe Pământ acum miliarde de ani – deși într-un context mai puțin dramatic decât în cinematografie.
Pământul are aproximativ 4,5 miliarde de ani, iar cele mai vechi dovezi directe ale vieții – stromatoliții fosilizați – datează de circa 3,5 miliarde de ani. Unii cercetători cred însă că viața ar fi putut apărea chiar mai devreme, formându-se din molecule organice în corpurile de apă primitive, un amestec cunoscut sub numele de „supă primordială”.
Dar cum au apărut acele molecule organice esențiale? O teorie susține că fulgerele ar fi declanșat reacții chimice în oceanele timpurii ale Pământului, generând aminoacizi, elementele de bază ale proteinelor și, implicit, ale vieții, notează CNN Science.
Ce s-a descoperit
Un nou studiu, publicat pe 14 martie în Science Advances, propune o ipoteză surprinzătoare: mici descărcări electrice, numite microfulgere, s-ar fi putut produce între picăturile încărcate de ceață de apă, generând aminoacizi din materiale anorganice.
„Se recunoaște că un catalizator energetic a fost aproape sigur necesar pentru a facilita unele dintre reacțiile de pe Pământul timpuriu care au dus la originea vieții”, explică dr. Amy J. Williams, astrobiolog și geobiolog la Universitatea din Florida. Pentru a se forma aminoacizii, este necesar ca atomii de azot să se lege de carbon – un proces care necesită ruperea legăturilor moleculare puternice, ceea ce presupune un aport mare de energie.
„Fulgerul sau, în acest caz, microfulgerul, are energia necesară pentru a rupe aceste legături și a permite generarea de noi molecule esențiale pentru apariția vieții”, a declarat Williams pentru CNN.
Un nou experiment inspirat de Miller-Urey
În anii 1950, chimiștii Stanley Miller și Harold Urey au demonstrat că, prin aplicarea descărcărilor electrice într-un amestec de gaze ce imita atmosfera Pământului primitiv, se pot forma aminoacizi. Inspirându-se din acest experiment, cercetătorii din noul studiu au analizat activitatea electrică la o scară mai mică, studiind interacțiunile dintre picături microscopice de apă încărcate electric.
Dr. Richard Zare, autor principal al studiului și profesor la Universitatea Stanford, explică: „Picăturile mari sunt încărcate pozitiv, iar cele mici, negativ. Când acestea se apropie, electronii pot sări de la una la alta, generând scântei slabe de microfulger.”
Oamenii de știință au recreat acest proces într-un laborator, pulverizând gaze precum amoniacul, metanul și azotul într-un bec de sticlă, apoi expunându-le la ceață de apă. Camere de mare viteză au surprins fulgerări slabe în vapori, iar analiza ulterioară a arătat că aceste descărcări au produs molecule organice complexe, inclusiv aminoacidul glicină și uracil, un component al ARN-ului.
Microfulgerele, sursă de energie
Deși fulgerele sunt surse puternice de energie, ele sunt imprevizibile și relativ rare. Chiar și pe un Pământ primitiv cu o atmosferă turbulentă, fulgerele s-ar putea să nu fi fost suficiente pentru a produce aminoacizi în cantități semnificative.
În schimb, pulverizarea apei – generatoare de microfulgere – era un fenomen omniprezent. Cercetătorii sugerează că aceste mici descărcări electrice ar fi putut produce constant molecule organice, care apoi s-au acumulat în bazine și bălți, dând naștere unor structuri chimice din ce în ce mai complexe.
„Propunem că acest mecanism oferă o nouă explicație pentru sinteza prebiotică a moleculelor care constituie elementele de bază ale vieții”, a declarat Zare.
Încă un pas spre înțelegerea vieții
Cu toate acestea, întrebarea despre originea vieții rămâne deschisă. Unii cercetători susțin că primii aminoacizi s-ar fi putut forma în jurul orificiilor hidrotermale de pe fundul oceanului, unde interacțiunile dintre apa de mare, fluidele bogate în hidrogen și temperaturile extreme ar fi creat condiții favorabile.
O altă ipoteză sugerează că moleculele organice nu au provenit de pe Pământ, ci au fost aduse de comete și asteroizi printr-un proces numit panspermie. „Încă nu știm răspunsul final la această întrebare”, recunoaște Zare. „Dar cred că suntem mai aproape de a înțelege cum s-ar fi putut desfășura acest proces.”
Deși misterul apariției vieții nu a fost complet elucidat, acest nou studiu oferă o ipoteză interesantă: poate că nu furtunile violente și fulgerele au fost scânteia vieții, ci ceva mult mai subtil – microfulgerele ascunse în ceața primitivă a Pământului.
