Kot kažejo najnovejša odkritja geokemikov v dveh kanadskih rudnikih bakra, o katerih so poročali na nedavni Goldschmidtovi konferenci v Sacramentu v Kaliforniji, ima druga teorija več možnosti za potrditev. V rovih dveh rudnikov bakra v bazenu Sudbury v Ontariu, ki naj bi bila ostanka nekdanjih hidrotermalnih vrelcev, so namreč geokemiki naleteli na pradavno, milijarde let v kamnine vklenjeno vodo, za katero domnevajo, da je življenje še ni »okužilo«. Če imajo prav, naj bi torej bila predhodnica zibelke življenja na našem planetu.
To pradavno vodo še brez znakov življenja je skupina geokemikov pod vodstvom Barbare Sherwood Lollar z univerze v Torontu odkrila že leta 2007 v skalnih razpokah v rudniku bakra, ki so nastale zaradi rudarjenja. Nedavno pa so na to milijarde let staro vodo naleteli še v enem rudniku. V obeh so se očitno rudarski rovi zajedli v stare kamnine, ki verjetno vsebujejo nekakšne kamnite časovne kapsule iz prvih dni življenja na Zemlji.
Morebitna prajuha v rudniku
Skupina raziskovalcev Sherwood Lollarjeve zdaj v tej vodi išče sledove pradavnih oblik življenja, tudi takih, ki jih najbrž sploh ne poznamo. Kot kažejo dosedanji rezultati, v njej ni sledu življenja. Toda zaradi tega najdba pradavne vode za znanstvenike ni nič manj vznemirljiva. Nasprotno: dejstvo, da v njej ni sledu življenja, kaže, da bi ta voda utegnila biti enaka tisti »prajuhi«, iz katere je nekoč davno vzniknilo življenje. Če je res, najdba ponuja izjemno priložnost za vpogled v prve začetke življenja na našem planetu, pa tudi v možnosti, kako bi se lahko življenje pojavilo in obdržalo na drugih planetih.
Kaj je pravzaprav napotilo raziskovalce, da so se lotili iskanja pradavne vode v rudniških rovih? Šlo je bolj za naključje. Pred približno sedmiimi leti jo je Barbara Sherwood Lollar dobesedno zavohala, ko je bila globoko v drobovju rudnika Kidd Creek v Timminsu v Ontariu. V rovu kaka dva kilometra pod površjem zemlje je njeno pozornost pritegnil vonj po plinu iz razpoke v skalnati steni. Ko mu je sledila, je opazila, da iz razpoke kaplja voda. Zajela jo je, in ko jo je analizirala v laboratoriju, je ugotovila, da je stara od 1,1 do 2,7 milijarde let. Vonj, ki jo je privedel do te pradavne vode, je izviral iz žveplovih plinov, pomešanih z vodo, ki je vsebovala tudi metan in vodik. Ni pa vsebovala sledu življenja, kar je bilo za znanstvenico bistveno spoznanje.
»Šlo je za vprašanje, ali lahko najdemo na našem planetu nekaj, česar se življenje še ni dotaknilo. Razpoke v rudniškem rovu so bile očitno dovolj dolgo izolirane, da so lahko ohranile prvobitno kemijo, to je kemijo, ki odseva enake vrste procesov, kot so potekali, še preden se je na našem planetu pojavilo življenje,« je za revijo NewScientist pojasnila Sherwood Lollarjeva.
Da odkritje ne bi bilo le ena od epizod, se je skupaj s sodelavci lotila proučevanja drugih lokacij, kjer bi se v kamninah tudi lahko skrivala ta pradavna voda. Odkrili so jo še v enem rudniku v bazenu Sudbury v Ontariu. Kot tisti v Timminsu se tudi rudnik v Sudburyju zajeda v milijarde let stare kamnine. V globini med 1,3 in 1,7 kilometra pod površjem so naleteli na vodo, na videz zelo podobno tisti, ki jo je Lollarjeva odkrila v rudniku v Timminsu.
Ali gre za abiotsko območje?
Podobnost so potrdile tudi kemijske analize. Kemične snovi v vodi so bile podobne, razmerje med izotopi pa je pokazalo podobno starost, so poročali na konferenci v Sacramentu. Zdaj pradavno vodo še podrobneje pregledujejo. V njej iščejo sledove žlahtnih plinov, na podlagi katerih bi ji lahko določili dokaj natančno starost. Če se bo izkazalo, da je tudi voda iz Sudburyja toliko stara kot voda iz Timminsa, bi to pomenilo potrditev tako imenovanega obrobnega abiotskega območja, to je območja, kjer bi življenje lahko obstajalo, vendar ga še ni. Gre za lokacije, ki so bile milijarde let odmaknjene od življenja, zdaj, ko so jih odkrili, pa delujejo kot geološki eksperiment o izvoru življenja.
Pradavna voda, ki so jo odkrili v obeh rudnikih, je po prepričanju geokemikov stara največ 2,7 milijarde let, toliko, kolikor so stare kamnine, v katerih je bila ujeta. To je približno milijardo let manj, kot je staro življenje. Zato kanadski raziskovalci ne trdijo, da so zajeli dejansko prajuho, v kateri je vzniknilo življenje, pač pa, da kemijski procesi, ki jih lahko opazujejo v tej vodi, ustrezajo vodi, ki je morda omogočila nastanek življenja. Gre torej za vrsto okolja, podobno tistemu, ki je bilo vpleteno v nastanek življenja na našem planetu, v zajetih vzorcih pa se raziskovalcem kaže v obliki, ki je ostala izolirana pred vplivom sedanjega sveta DNK.
Brez svetlobe
Raziskovalci iz te približne prajuhe zdaj poskušajo kar največ zvedeti in se naučiti. Morda so prav kemijske reakcije globoko pod zemljo ustvarile zametke razmer, ki so bile potrebne za nastanek življenja, na primer generacijo aminokislin oziroma gradnikov DNK. Če bodo nadaljnje analize opisano domnevo potrdile, bi to pomenilo, da se je življenje lahko začelo brez svetlobe. To pa bi kazalo na večjo verjetnost nastanka življenja na drugih planetih.
Številni planeti ne prejemajo toliko svetlobe kot Zemlja, znanstveniki pa domnevajo, da imajo nekateri od njih podobne hidrotermalne vrelce, kot jih ima naš globoko pod površjem oceanov. Bi lahko taki sistemi sprožili nastanek življenja v sicer mrtvem svetu? Na to vprašanje še ne znajo odgovoriti, pradavna voda, ki so jo našli kanadski geokemiki, pa ponuja za zdaj najboljšo pot, da to ugotovijo.
Druga možnost, ki spodbuja njihovo raziskovalno radovednost, je morebitno odkritje začetnih predbiotskih reakcij, ujetih v tej prvobitni vodi, ki bi odprle pot do vznika primitivnega sveta RNK. RNK namreč po teoriji nekaterih znanstvenikov sodi med prve zametke življenja na našem planetu. Toda ne glede na to, ali bo raziskovalcem uspelo v najdeni pravodi odkriti kemijske reakcije, ki so vodile do nastanka življenja, ali ne, je po prepričanju Barbare Sherwood Lollar eno le precej gotovo: namreč, da je v tej pradavni vodi še vedno precej energijsko bogatih kemičnih snovi, prav ta energija pa je verjetno pognala usodni skok nežive v živo materijo.
Koloniziranje pradavne vode
Na Goldschmidtovi konferenci v Sacramentu so kanadski raziskovalci predstavili rezultate dosedanjih analiz pradavne vode. Ti kažejo, da pradavno vodo že postopoma zavzemajo druge snovi. Opažajo, da kemikalije, ki so bile v njej ujete milijarde let, zdaj nekaj žre. Kaj? Verjetno kak moderni organizem, ki je našel pot v to pradavno nišo, ko so vanjo prodrli rudarji, in se zdaj tam gosti. Za nadaljnje analize pradavne vode tako zmanjkuje časa, saj zaradi še neidentificiranega kolonizatorja postopoma izgublja svoj prvinski značaj.
Kako lahko ob sedanjem vedenju odgovorimo na uvodoma zastavljena vprašanja? Na prvo, kdaj je vzniknilo življenje, še vedno nimamo zanesljivega odgovora, lahko pa čas možnega nastanka že natančneje določimo. Če sprejemamo domnevo, da življenja na naš planet niso zanesli meteoriti, velja, da je vzniknilo v zadnjih štirih in pol milijarde let po nastanku Zemlje. Zemljo so v rosnih letih, kake pol milijarde let, obilno obstreljevali številni meteoriti, zato je težko verjetno, da bi se zametek življenja pojavil že v tem burnem času prvih petsto milijonov let. Prve sledi enoceličnih organizmov, ki so nam znane, izvirajo iz obdobja pred tremi in pol milijarde let. To pomeni, da je do zametka življenja moralo priti že prej. Znanstveniki zdaj menijo, da najbolj verjetno čas rojstva življenja na našem planetu sega 3,8 milijarde let v preteklost.
Kje se je to zgodilo? Tega še vedno ne vemo, zelo razširjeno pa je prepričanje, da se je pojavilo v tako imenovani prvobitni juhi – v mešanici preprostih kemijskih snovi, ki so v medsebojnih reakcijah ustvarile prve gradnike življenja. Darwin je domneval, da se je to morda zgodilo v kakšni majhni dovolj topli mlaki. Številni drugi verjetnejši začetek živega vidijo v poroznih kamninah termalnih vrelcev na morskem dnu, za še druge pa se je življenje začelo v ilovici ali celo v ledu.
Kakšno je bilo? Ne vemo, a številni biologi so prepričani, da se je življenje začelo v obliki molekul RNK. Te lahko prenašajo gene in hkrati s kemijskimi reakcijami pridobivajo energijo. Drugi, ki se s teorijo nastanka življenja prek molekul RNK ne strinjajo, menijo, da se je življenje na našem planetu začelo kot cikel kemijskih reakcij, geni pa so se pojavili precej kasneje. Zelo verjetno pa je, da je življenje najprej potrebovalo posodo, dom ali telo oziroma celico. Analize kanadske pradavne vode za zdaj odgovorov na ta vprašanja še ne omogočajo.