Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Pierwszeznich,autorstwaGunteraWächtershäusera(2007),„hipoteza
chemoautotroficznegopochodzeniażyciawświecieżelazaisiarki”,zakła-
da,żepodstawądlarozwojużyciabyłyreakcjeutlenianiairedukcji(więcej
otymtypiereakcjiwrozdziale4),dostarczającewolnejenergiiielektro-
nówdosyntezyzwiązkóworganicznychprzezredukcjęCOiCO
2
.Wächter-
shäuserprzyjmuje,żeźródłempotencjałuredoksbyłypodwodnezjawiska
wulkaniczne,gdziewystępujesiarkowodórisiarczekżelaza,atakżetlenek
idwutlenekwęglaorazazot.Związkitemogąreagować,dostarczajączre-
dukowanychsubstratów,któreumożliwiajądalszeprzemiany.Nowatorskie
iważnebyłozałożenie,żewczesneformymetabolizmupoprzedziłybiogene-
zę.Chodziocyklereakcjichemicznych,któredostarczająenergiidoinnych
reakcji,wtymsyntezyzwiązkóworganicznych.Centrakatalizy(metale,
Fe,Ni,możeteżCo,Mn,Zn),dostępnewwarunkachkominówhydroter-
malnych,miałyumożliwiaćautotroficznąsyntezęzwiązkóworganicznych
znieorganicznychsubstratów,takichjakkwastiooctowy,jabłczaniα-ami-
nokwasy.Szczególnąrolę,wedługWächtershäusera,matudoodegrania
piryt(FeS2)—nietylkojakostabilnyproduktdostarczającejenergiireakcji
redoks(FeS+H
2
S→FeS
2
+H
2
),lecztakżejakominerałoujemnienałado-
wanejpowierzchni,naktórejmogąsiękoncentrowaćdodatnionaładowane
cząstki.Wtensposóbnapowierzchnipirytumogłybyćkatalizowane,atakże
zasilanewenergięielektrony,reakcjekondensacjiipolimeryzacji,dzięki
którympowstająmakromolekułybiologiczne.Częśćprzewidywanychprzez
Wächtershäuseraprocesówznalazłapotwierdzenieweksperymentachlabo-
ratoryjnych,jednakzarównoreakcjeredukcjidwutlenkuwęglanapirycie,jak
ispontaniczneuorganizowaniesięzamkniętegoodwróconegocyklukwasu
cytrynowegonadalpozostajątylkonapapierze.
Przełomembyłokolejneodkryciewgłębioceanuzasadowych,chłod-
niejszychźródełhydrotermalnych.Zbadanieprocesówutrzymującychlo-
kalneekosystemybiałychkominówdałoasumptdostworzeniatrzeciego
hipotetycznegoscenariuszabiogenezy(Lane,2016).Zasadniczymprocesem
geochemicznym,któryzasilatenukład,jestserpentynizacja.Polegaona
natym,żewodamorskapenetrującawgłąbskorupyziemskiej,poddnem
oceanunagłębokości3–5kilometrówdocieradopowierzchnipłaszcza
Ziemi(ryc.3.3A).Wodamorskazawierarozpuszczonydwutlenekwęgla
imakwaśnyodczyn,wpodwyższonejtemperaturzesilnieoddziałujena
minerałyultrazasadowychskałpłaszcza,oliwinipiroksen.Związkiżelaza
ztychminerałówulegająutlenieniu,zuwolnieniemcząsteczkowegowo-
doru(ryc.3.3A).Wodórjestdonoremelektronów.Wobecnościakceptora
elektronówwodórmożebyćźródłemenergii.Wtemperaturze150–2500C
ibardzowysokimpH(rzędu11)dochodzidoredukcjiCO2iwytwarzania
metanuCH4.Skutkiemtegozmieniasięrodzajskały—powstajeserpen-
tynit(odłacińskiego„wąż”—serpens,tęnazwęnadałA.v.Humboldt,
zpowodukrętychżyłmineralnychwidocznychwmaterialeskalnym).Re-
akcjetesąegzotermiczneiprzyczyniająsiędocyrkulacjihydrotermalnej,
3.1.PowstanieżycianaZiemi
65
