Na mnoha místech mořského dna, kde se projevuje vulkanická aktivita, se také vyskytují hydrotermální průduchy (hydrothermal vents). Těmito průduchy tryská velice horká mořská voda, která předtím sestoupila pod mořské dno, a tam ji zahřálo magma. Horká voda obsahuje spoustu energie a rozpuštěných minerálů.
Už delší dobu víme, že hydrotermální průduchy díky tomu fungují jako pozoruhodné přírodní laboratoře, kde se v malém prostoru vyskytují velmi příkré gradienty rozmanitých fyzikálních a chemických faktorů. Dnes jsou hydrotermální průduchy divokými ráji biodiverzity. Zároveň je podezříváme, že mohly být prostředím, v němž vznikaly první organismy.
Ohromný potenciál hydrotermálních průduchů pro vznik a vývoj života na Zemi potvrzuje fascinující objev japonského výzkumného týmu, který vedl Ryuhei Nakamura z centra RIKEN Center for Sustainable Resource Science. Badatelé zkoumali hydrotermální průduchy Shinkai Seep Field v oblasti Mariánského příkopu, které se nacházejí v hloubce téměř 6 tisíc metrů. Tyto průduchy jsou bohaté na serpentinit a obsahují velmi složité vrstevnaté struktury oxidů kovů, hydroxidů a karbonátů.
Nakamura a spol. se zaměřili na vzorek materiálu z průduchu o velikosti 84 cm, který byl tvořený převážně brucitem, minerální formou hydroxidu hořečnatého. V tomto materiálu objevili soustavy nanokanálků s různým elektrickým nábojem.
Když tyto nanokanálky detailně prozkoumali, zjistili, že fungují jako selektivní iontové kanály, podle toho, v jakém se nacházejí prostředí. V místech s karbonáty mohou kanálkami procházet sodíkové kationy, kdežto v místech s vápníkem chloridové aniony. Je to velmi podobné tomu, jak se chovají iontové kanály živých buněk, například neuronů.
Je to nečekaný objev. Jak jásá Nakamura, zdá se, že osmotická konverze energie, typická pro živé organismy a související se selektivním transportem iontů přes biomembrány, při které vzniká použitelná energie, může probíhat zcela samovolně, nebiologicky, v hydrotermálním průduchu pod mořskou hladinou.
##seznam_reklama##
Nebiologický selektivní transport iontů představuje nový jev, s nímž bude nutné počítat v úvahách o vzniku života. Zároveň ale může mít velmi praktické využití, jako inspirace pro nové průmyslové technologie, které využívají osmotické gradienty (blue-energy harvesting). Po takových technologiích je stále větší poptávka.
Video: Seeking the origin of life for sustainable society - Ryuhei Nakamura Laboratory
Literatura