NASA-astrobiologen van het Jet Propulsion Laboratory in Pasadena hebben de omstandigheden nagebootst die geschikt zijn voor de eerste levende organismen die onder water verschijnen zonder het zonlicht dat nodig is voor fotosynthese. Een artikel van wetenschappers is gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Tijdens het experiment reproduceerden de onderzoekers in reageerbuizen de chemische processen die op de bodem van de primaire zeeën van de aarde zouden kunnen plaatsvinden. In het eerste geval werd de afzetting van ijzeroxyhydroxiden op de bodem gesimuleerd, in het tweede geval de activiteit van hydrothermale bronnen die ijzerhydroxiden in water afgeven. Deze verbindingen reageerden met ammonium (NH4Cl) en pyruvaat, dat een sleutelrol speelt in het metabolisme van levende organismen.
Pyruvaat, of pyrodruivenzuur (C3H4O3), is een eenvoudige organische stof die spontaan kan zijn gevormd in hydrothermische systemen. Wetenschappers hebben ontdekt dat pyruvaat onder gesimuleerde omstandigheden in aanwezigheid van ijzeroxiden een reductieve aminering ondergaat, dat wil zeggen dat de carbonylgroep (C = O) wordt vervangen door een amine. Het resultaat is het eenvoudigste aminozuur - alanine (een van de componenten van eiwitten). In dit geval wordt de maximale hoeveelheid alanine geproduceerd wanneer het medium alkalisch is en de ijzeroxyhydroxidemineralen gelijke hoeveelheden ferro- en ferri-ijzer bevatten.
Vergelijkbare omstandigheden worden aangetroffen in ijzerrijke gesteenten in de buurt van hydrothermale ventilatieopeningen met een hoge alkaliteit. In dit geval moet de watertemperatuur 70 graden Celsius bereiken. Tegelijkertijd produceren chemische reacties niet alleen alanine, maar ook andere verbindingen die de basis kunnen worden voor complexere organische stoffen. Zo kunnen op de bodem van de oceanen chemosynthetische organismen verschijnen, die energie ontvangen door de oxidatie van anorganische stoffen.
De resultaten vergroten de kans op leven op ruimtevoorwerpen zoals Enceladus (de maan van Saturnus) en Europa (de maan van Jupiter), die subglaciale oceanen hebben en geologisch actief zijn vanwege de getijdenkrachten van de gasreuzen, aldus de onderzoekers.
