Życie na Ziemi mogło powstać w wyniku zderzenia z inną planetą

Tak przynajmniej twierdzą autorzy badania opublikowanego w Science Advances. Zdaniem zespołu badawczego, którym kierował Damanveer Grewal kolizja ta mogła uwolnić niezbędne składniki, z których wyewoluowały pierwsze organizmy. Chodzi tu o izotopy takich pierwiastków jak azot, węgiel i wodór.

Popularna teoria z którą rywalizuje badanie Grenwala głosi, że „odpowiednie dawki” powyższych związków chemicznych mogły dostać się naszą planetę na pokładzie mniejszych meteorytów. Problem polega jednak na tym, że proporcje pierwiastków na badanych przez nas pozostałości tych obiektów nie zgadzają się z ich proporcjami w środowisku ziemskim.

A skoro się nie zgadzają, to może źródłem niezbędnych do powstania życia elementów było coś innego?

Wychodząc z takiego założenia, zespół Grewala zaczął tworzyć teoretyczne modele „idealnej” planety, która mogła w przeszłości mieć bliskie spotkanie z Ziemią i przyczynić się do powstania życia.

Po przeprowadzeniu ok. 1 miliarda komputerowych symulacji naukowcy doszli wniosku, że tajemnicza planeta, która zderzyła się z Ziemią powinna być mniej więcej rozmiarów Marsa, a jej jądro powinno zawierać od 20 do 30 proc. siarki i jak najmniej azotu.

Dlaczego tak? Chodzi o tworzenie się wiązań między poszczególnymi pierwiastkami w trakcie zderzenia dwóch ciał niebieskich – tego typu zdarzeniom towarzyszą dość ekstremalne warunki, które przekładają się rzecz jasna na właściwości poszczególnych pierwiastków.

Węgiel na przykład bardzo niechętnie łączy się z żelazem, kiedy odbywa się to w obecności dużego stężenia azotu i siarki. Stąd ten specyficzny skład jądra – jeśli byłoby pozbawione azotu, który obecny byłby tylko w wyższych częściach tej bezimiennej planety, zdaniem zespołu Grenwala powstanie odpowiednich składników życia przebiegałoby bez większych problemów.

Całkiem prawdopodobna, ale w żaden niemożliwa do potwierdzenia. Jedną z niewielu poszlak, które mogłyby ją potwierdzać są badania przeprowadzone w 2015 r. przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. Ich badania dotyczyły cyrkonu – dość popularnego składnika skał magmowych. Cyrkon ma cechy, które powodują, że doskonale nadaje się na kapsułę czasu – w trakcie zastygania potrafi przechować fragmenty swojego bezpośredniego otoczenia, a jednocześnie jest wyjątkowo trwały.

Badając odpowiednio stare skały, zespół z Kalifornii odkrył ślady graiftu, który jest formą węgla produkowanego zazwyczaj przez żywe istoty. W tym przypadku chodzi o izotopy 12 i 13, które zazwyczaj produkowane są przez organizmy zdolne do fotosyntezy.

To z kolei teoria, której zwolennikiem jest Ben K.D. Pearce, astrobiolog z McMaster University. Jego zdaniem życie na naszej planecie powstało prawdopodobnie w jakiejś ciepłej, płytkiej sadzawce. Skąd ten pogląd? I dlaczego gorące źródła są bardziej prawdopodobnym miejscem biogenezy, niż morskie głębiny? Pierwszą wskazówką, o której wspominają naukowcy, jest skład chemiczny oceanu.

Bardzo dobrze tłumaczy to Armen Mulkidjanian z niemieckiego Uniwersytetu w Osnabruck. Powołuje się on na coś, co nazywa chemiczną zasadą konserwacji. Zasada ta mówi, że biochemiczna architektura dowolnego organizmu wywodzi się bezpośrednio ze środowiska, w którym taki organizm powstał. Porównując proporcje potasu i sodu w wodzie morskiej i protokomórkach – związkach, które zapoczątkowały życie na Ziemi, można stwierdzić, że zasada ta została naruszona. Protokomórki zawierają w sobie bowiem 10x więcej potasu, niż sodu.

W wodzie morskiej z kolei przeważa sód w proporcji 4:1. Mulkidjanian uważa, że jeśli pierwsze formy życia rzeczywiście powstałyby w oceanie, ich skład chemiczny byłby po prostu nieco inny. Zanim przejdziemy dalej chcę tylko zaznaczyć, że ta niezgodność w proporcjach jest tylko poszlaką. Teoria wskazująca ocean, jako miejsce narodzin życia nadal ma swoich zwolenników i nie należy ich wyśmiewać. Taka ewentualność nadal bowiem jest bardzo możliwa. Wystarczyłaby jakaś niewielka (w skali całej planety) anomalia i tyle.

Popularne sub-teorie zwolenników teorii oceanicznej twierdzą, że bardzo ważną rolę, jeśli chodzi o narodziny życia odegrały podwodne kominy geotermalne. Jednym z miejsc, w którym mogło rzeczywiście dojść do zjawiska biogenezy jest Zaginione Miasto. Pod tą romantyczną nazwą (która nie ma nic wspólnego z uniwersum H.P. Lovecrafta) kryje się pole kominów geotermalnych na północnym Atlantyku. Jakieś 15 km na zachód od Grzbietu Śródatlantyckiego na szczycie podwodnego masywu atlantydzkiego.

Związana z tym miejscem hipoteza zakłada, że w Zaginionym Mieście mogły powstać kiedyś związki organiczne na bazie ditlenku węgla. Związek ten powstaje w procesie przekształcania się perodotytu (to taka skała) w serpentynit (to taka inna skała). Do tej transformacji potrzebna jest oczywiście wyższa temperatura, zapewniana przez kominy geotermalne. Jeśli chcielibyście zgłębić ten temat, to fachowo nazywa się to metosomatozą hydrotermalną.

Wszystko w zasadzie sprowadza się do tzw testów laboratoryjnych. Nie chodzi tu oczywiście o zderzanie ze sobą losowych planet. Mamy przecież komputery.

Na kanadyjskim Uniwersytecie McMaster powstaje obecnie symulator planety, w którym naukowcy chcą odtworzyć warunki, które panowały na samym początku naszej planety. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem i w takich warunkach uda się doprowadzić do (mniej lub bardziej) spontanicznego powstania RNA, na naukowców z pewnością czekać będzie nagroda Nobla.

Nam z kolei taka wiedza może przydać się w przyszłości, podczas kolonizacji planet. Mając „przepis na życie” i odpowiednio długoterminowe plany, moglibyśmy wykorzystywać tę wiedzę do terraformowania nowych planet.

Wątpię jednak, żeby ktokolwiek z nas dożył do czasów, w których powyższy akapit przestanie brzmieć aż tak niedorzecznie.