Teoria Nicka Lane'a na temat tego, jak powstały pierwsze komórki: Jego głównym argumentem jest to, że życie jest ciągłe z geochemią planety. Innymi słowy, wiele z głównych cech komórek - błony, enzymy, energia poprzez gradienty protonowe - pochodzi z procesów spontanicznych na Ziemi. Ale nie można, aby te cechy ewoluowały fragmentarycznie w różnych miejscach. Potrzebujesz jednego miejsca, które pomieści wszystkie procesy, które mogłyby dać początek pierwszej komórce. Ważnym kontekstem jest to, że całe życie wywodzi się z jednego wspólnego przodka - LUCA (ostatni uniwersalny wspólny przodek). Dobrze, więc jakie środowisko mogłoby dać początek LUCA? Potrzebuje dwóch głównych cech: - Istnieje ciągły przepływ węgla i energii (w pewnym sensie, całe życie to przepływ węgla i energii, ale potrzebujesz jakiejś geochemii, aby utrzymać to nierównowagę przed tym, jak pierwsze komórki mogą to wykorzystać). - Coś, co koncentruje i katalizuje reakcje prowadzące do związków organicznych (czyli nieorganiczne odpowiedniki komórek i enzymów). To wyklucza wiele starych teorii: ciepły staw z amoniakiem i solami oraz przypadkowym błyskiem pioruna nie napędza ciągłego przepływu, ani nie koncentruje wczesnych związków organicznych w objętości przypominającej komórkę, aby napędzać reakcje. Nick uważa, że zasadowe wulkaniczne ujścia morskie są unikalnym rozwiązaniem tego wyzwania, a także pomagają wyjaśnić wiele kontyngentnej biochemii, którą całe życie ostatecznie wykorzystało z powodu naszego wspólnego dziedzictwa. Dobrze, zanurzmy się: a dla kontekstu, zasadniczo Nick stara się wyjaśnić, jak można spontanicznie uzyskać wczesną wersję cyklu Krebsa w odwrotnej kolejności. Odwrócony cykl Krebsa przyjmuje H2 i CO2 i tworzy cząsteczki organiczne, które są prekursorami kwasów tłuszczowych, białek i cukrów. Inny ważny kontekst: całe życie działa na gradientach protonowych. Spalanie jedzenia z tlenem (lub innymi utleniaczami w oddychaniu beztlenowym) pompuje jony H+ przez błonę, jak napełnianie tamy. Te jony wracają przez ATP syntazę - molekularną turbinę - która wykorzystuje przepływ do przyłączenia fosforanu do ADP, tworząc ATP. Twoje ciało zawiera tylko 60 gramów ATP, ale cykl ATP→ADP→ATP jest tak szybki, że przetwarzasz swoją masę ciała w ATP codziennie. Dygresja: jeśli roztwór jest kwasowy, oznacza to, że jest w nim dużo jonów H+. A jeśli jest zasadowy (czyli alkaliczny), oznacza to, że jest w nim dużo jonów OH-. Dobrze, co działo się w tych zasadowych hydrotermalnych ujściach? Jest 3 strony tego obrazu: wnętrze ujścia, ściana ujścia i strona oceaniczna ujścia. Wewnątrz ujścia masz skałę bogatą w żelazo, która w zasadzie rdzewieje, co uwalnia H2 i OH- do strumienia wody przepływającej przez (czyli sprawia, że woda jest zasadowa/alkaliczna). Ściana składa się z minerałów katalitycznych, takich jak FeS, i ma również mnóstwo małych porów, które łączą wnętrze z zewnątrz. ...