Abiogeneesi alkaalisissa hydrotermisissä venttiileissä : Voiko luontaiset protonigradientit sallia elämän synnyn abioottisissa lokeroissa

Abstract

Abiogeneesi, eli elämän muodostuminen abioottisista lähtöaineista on yhä hämärän peitossa. Elämän syntypaikoista on useita teorioita, joista alkaaliset hydrotermiset venttiilit ovat lähivuosina herättäneet paljon keskustelua. Alkaaliset venttiilit, kuten 2003 löydetty the Lost City, ovat kohtalaisen lämpötilan rautarikkaita rakennelmia, joiden mikrohuokoset ovat voineet toimia abioottisena membraanina protosoluille. Serpentinisaatioreaktion tuottama vety (H2) on alkaalisissa venttiileissä voinut toimia hiilidioksidin pelkistäjänä elektronien bifurkaation avulla ja täten aikaiset elämänmuodot ovat voineet hyödyntää Wood-Ljungdahl -hiilensidontareittiä energian ja hiilen lähteenään. Vaikka monien biomolekyylien alkuperä, synteesi ja kyky selviytyä alkaalisissa hydrotermisissä olosuhteissa on yhä hämärän peitossa, venttiilit ovat suotuisia ympäristöjä nukleotidien kerääntymiselle ja niiden olosuhteet peilaavat läheisesti Wood-Ljungdahl -reittiä, tehden niistä potentiaalisen sijainnin ensimmäisten elämänmuotojen muodostumiselle.

The mechanisms of abiogenesis, the origin of life from abiotic materials, are still unknown. Many theories about the origin place of life exist, alkaline hydrothermal vents being a recently discussed option. Alkaline vents like the Lost City, found in 2003, are relatively warm, iron rich structures with micropores that could have acted as an abiotic membrane for protocells. Molecular hydrogen (H2) released by serpentinisation reactions could have acted as a reducing agent for carbon dioxide using electron bifurcation. Thus early forms of life could have utilized the Wood-Ljungdahl -carbon fixation route as a source of energy and carbon. Even though the origin of many biomolecules is still unknown, the alkaline vents are promising environments for nucleotide build up. The conditions in these vents closely resemble the Wood-Ljungdahl route, making them a potential location for the origin of the first forms of life.