Noce i dnie ze szczyptą soli dały nam życie?

Z punktu widzenia historii naszej planety, kluczowe pytania dotyczą pochodzenia życia – mówi czołowy autor pracy, prof. Paul Bracher z SLU. Zasadnicze znaczenie dla rozwiązania tej zagadki ma zrozumienie sposobu, w jaki istotne dla tego życia duże cząsteczki polimerów mogły się tworzyć zanim jeszcze wyewoluowała odpowiednia dla ich tworzenia maszyneria biologiczna. 

Białka tworzą się z połączonych wiązaniami peptydowymi aminokwasów. Chemicy wiedzieli już od pewnego czasu, że podgrzewanie i wysuszanie mieszaniny aminokwasów przyspiesza tworzenie się tych wiązań. Proces jest jednak jeszcze bardziej wydajny jeśli do mieszaniny ponownie doda się wody i wysuszanie powtórzy. Dlatego pojawiła się hipoteza, że pojawieniu się białek mogły sprzyjać na młodej Ziemi zmiany pogody, przeplatającej gorące Słońce i ulewne burze. Słabym punktem tej teorii była jednak zależność od nieprzewidywalnych burz i ryzyko, że ulewy wypłukają potrzebne aminokwasy. Woda, choć konieczna do życia jakie znamy, może bowiem także niszczyć pojawiające się struktury. 

Rozpuszczalne w wodzie minerały, choćby sole pozwalają taki cykl sucho-mokro znacząco uporządkować. W zależności od wilgotności otaczającego je powietrza, mogą one pochłaniać i oddawać wodę dbając, by jej ilość w roztworze odpowiednio się zmieniała. Taka właśnie była zasada eksperymentu, przeprowadzonego przez badaczy z SLU i College of Charleston. Pokazali oni, że dzięki tym rozpuszczalnym w wodzie solom można proces tworzenia się peptydów z aminiokwasów przyspieszyć. Potrzebne są tylko… dni i noce, czyli przeplatające się okresy wyższej temperatury z niższą wilgotnością i wyższej wilgotności w niższej temperaturze.

Okazuje się, że choć potas i sód sąsiadują na tablicy Mendelejewa, ich sole potrafią istotnie różnić się rozpuszczalnością w wodzie. Sole potasu bywają znacznie bardziej rozpuszczalne i w związku z tym znacznie bardziej przydają się do przyspieszania powstawania peptydów z aminokwasów. Zdaniem autorów pracy, to może tłumaczyć, dlaczego żywe komórki wolą mieć we wnętrzu potas, a sód na zewnątrz.

Rozpływające się pod wpływem pary wodnej sole nie są w naszym środowisku rzadkością, pomagają życiu przetrwać w warunkach, gdzie normalnie byłoby na nie zbyt zimno lub zbyt sucho, jak choćby na pustyni Atacama w Chile. Kolonie bakterii wykorzystują tam złożony głównie z chlorku sodu minerał, halit, który rozpuszcza się przy wilgotności przekraczającej 70 proc. W takich warunkach aktywność fotosyntetyczna tych bakterii znacznie wzrasta. Rozpuszczalne w wodzie mieszaniny chlorków i nadchloranów odkryto także na Marsie.