Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe theorie voor hoe het leven op aarde begon

Wetenschappers denken ongeveer 3,8 miljard jaar geleden aan een cocktail van organische verbindingen die op de een of andere manier samenkwamen om het eerste leven te creëren. We weten dat het primitief en dom was, maar toch - het was leven! Maar hoe dit leven evolueerde naar, nou, ons is op zijn best altijd een troebel onderzoek geweest, Maar nieuw onderzoek verscheen maandag in Natuurcommunicatie onder leiding van chemici van het Scripps Research Institute in La Jolla, Californië, suggereert dat het raamwerk voor meer complexe vormen van leven op de planeet aanwezig was tot vier miljard jaar geleden, en ze faciliteerden de chemische reacties die nodig waren om hogere levens te ondersteunen als we weten het.

"Dit was een zwarte doos voor ons," Ramanarayanan Krishnamurthy een chemicus bij Scripps en de hoofdauteur van de nieuwe studie, zei in een persbericht. "Maar als je je concentreert op de chemie, worden de vragen over de oorsprong van het leven minder ontmoedigend."

Het komt allemaal neer op de citroenzuurcyclus - een metabolisch proces dat wordt aangetroffen in elk zuurstof-ademend organisme op de planeet. De citroenzuurcyclus (ook bekend als de Krebs-cyclus of tricarbonzuurcyclus) is de belangrijkste manier waarop deze organismen opgeslagen energie vrijgeven. Voor de langste tijd werd echter gedacht dat de citroenzuurcyclus onmogelijk was om te lopen voor de eerste organismen op aarde - voor het simpele feit dat de ingrediënten toen niet bestonden. Het meest opvallend was dat vrije zuurstof niet op de planeet verscheen tot, ten vroegste schattingen, 3,5 miljard jaar geleden.

Het onderzoeksteam denkt dat we ons vergissen toen we aannamen dat de citroenzuurcyclus toen onmogelijk was. In een nieuwe stroom experimenten beschrijven ze hoe twee andere niet-biologische chemische processen, de HKG-cyclus en de malonaatcyclus genoemd, kunnen worden gebruikt om een ​​meer elementaire versie van de citroenzuurcyclus uit te voeren. De HKG- en malonaatcycli kunnen combineren om dezelfde eindproducten van de citroenzuurcyclus te geven - aminozuren en koolstofdioxide - door citroenzuurcyclusafhankelijke moleculen te substitueren voor andere, niet-biologische moleculen.

Het team gelooft dat wanneer biologische moleculen zoals enzymen begonnen te ondersteunen, organismen mogelijk begonnen zijn de niet-biologische elementen te vervangen door deze biologische, om een ​​efficiëntere, elegantere metabole cyclus te laten verlopen: de citroenzuurcyclus.

Dit betekent niet dat dit is hoe het vroege leven op aarde energie genereerde. De gecombineerde HKG-malonaatcyclus is nog steeds een niet-biologisch proces. Maar wat dit betekent dat de chemie voor de citroenzuurcyclus al lijkt te zijn vastgesteld lang voordat zuurstof-adsterende levensvormen het konden uitvinden. In plaats van de citroenzuurcyclus helemaal opnieuw te maken, kan het leven geëvolueerd zijn om eenvoudig een vroege versie ervan te adopteren en enkele niet-biologische elementen te vervangen door biologische, om zo een krachtigere manier te creëren om energie te oogsten.

En als dat het geval is, zou de manier waarop we over de evolutie van het leven denken, heel anders kunnen zijn. Meer onderzoek is natuurlijk nodig om te bepalen of deze meer rudimentaire chemische reacties echt tot een citroenzuurcyclus kunnen zijn geëvolueerd, maar op zijn minst is dit nieuwe onderzoek een illustratie dat de vroege aarde een levendiger, complexer complex blijft. systeem dan we dachten.

Als je dit artikel leuk vond, bekijk dan deze video van een 99 miljoen jaar oud fossiel van dinosauriërs.