Ez a folyamat folyamatosan zajlik a természetben, a partnak csapódó óceáni hullámoktól kezdve a vízesés permetéig. A kutatás szerint ezek a parányi energiakitörések indíthatták el azokat a kémiai reakciókat, amelyek az élet első alapvető összetevőit létrehozták.
„Az élet létrejöttéhez szén- és nitrogénkötésekre van szükség” – mondta Richard Zare professzor, a Science Advances című szaklapban megjelent tanulmány társszerzője a BBC Science Focusnak nyilatkozva. „Ezek a kötések szükségesek az aminosavak (a fehérjék építőkövei) és a nukleinsavak (a DNS és az RNS építőkövei) előállításához.”
Évtizedekig az élet keletkezésével kapcsolatos, egyik vezető elmélet a Miller–Urey-hipotézis volt.
Egy híres 1952-es kísérletben Stanley Miller és Harold Urey tudósok kimutatták, hogy ha egy gázkeveréket – amelyről úgy gondolták, hogy hasonlít a Föld korai légköréhez – elektromosságnak tesznek ki, akkor szerves molekulák keletkezhetnek. Az elképzelés szerint az óceánba csapó villámok indíthatták el az élet kémiai folyamatát.
Néhány tudós azonban kritizálta ezt az elméletet, rámutatva, hogy a villámlás viszonylag ritka, az óceán pedig túl nagy ahhoz, hogy ezek a reakciók elég gyakran történjenek.
Az új tanulmány egy alternatívát kínál: talán az élet építőkövei nem egyetlen drámai villámcsapás során keletkeztek, hanem számtalan apró elektromos kisülés során, amelyek a bolygón mindenütt, folyamatosan történtek.
Zare és csapata ennek a lehetőségnek a vizsgálatára vállalkozott. Megvizsgálták, hogy a vízcseppek hogyan kapnak különböző elektromos töltést, amikor szétesnek, és megállapították, hogy a nagyobb cseppek általában pozitív töltést hordoznak, míg a kisebbek negatív töltésűek.
Amikor ezek az ellentétes töltésű cseppek érintkeznek, apró szikrát bocsátanak ki – a jelenséget Zare mikrovillámnak nevezi.
Bár ezek a villanások túl kicsik ahhoz, hogy szabad szemmel láthatók legyenek, mégis jelentős energiát hordoznak.
Hatásuk teszteléséhez a kutatók szobahőmérsékletű vizet permeteztek egy nitrogént, metánt, szén-dioxidot és ammóniát tartalmazó gázkeverékbe – amelyekről úgy vélik, hogy mind jelen voltak a korai Földön.
Az eredmény? Olyan kulcsfontosságú szerves molekulák képződése, mint a hidrogén-cianid, a glicin (a legegyszerűbb aminosav) és az uracil (az RNS egyik építőköve).
A felfedezés következményei túlmutatnak az élet eredetének megértésén. Ha a mikrovillám egyszerű összetevőkből komplex molekulákat képes előállítani, akkor sok más természetes kémiai folyamatban is szerepet játszhat.
Zare úgy véli, hogy a parányi vízcseppek kémiája a tudomány egy még nem eléggé feltárt területe. „Még csak a felszínét kapargatjuk annak, hogy milyen kémiai folyamatok zajlanak a határfelületeken” – mondta. „Gyakran a kémikusok azzal vannak elfoglalva, hogy arról beszéljenek, mi történik az ömlesztett anyaggal, de ami a felszínen történik, az igazán izgalmas, és az emberek nem fordítanak erre nagy figyelmet.”
Ez a kutatás valóban rávilágít arra, hogy a látszólag jelentéktelen, mindennapi folyamatok – mint például egy vízesés köde vagy az óceán hullámainak permetezése – hogyan rejthetik magukban az élet legmélyebb rejtélyeinek kulcsát.
