Reacciones de hierro y azufre en fumadores negros simulados arrojan luz sobre la vida temprana

Hace mucho tiempo, las células ganaron su energía de las reacciones geocrácticas. Los investigadores de LMU ahora han logrado reconstruir este antiguo proceso metabólico en su laboratorio.

Lo más probable es que los primeros antepasados ​​de toda la vida en la Tierra prefirieran condiciones cálidas, se mantuvieron alejados del hidrógeno y produjeron metano. Los investigadores de LMU han llegado a esta conclusión sobre la base de la evidencia fósil y la reconstrucción metabólica utilizando el análisis genético. Esta ruta metabólica de acetil-CoA relativamente simple todavía se sobrevive en muchos microorganismos.

Para obtener más información sobre el metabolismo, probablemente fuera de los organismos vivos hace mucho tiempo en la Tierra, un equipo de investigadores de LMU dirigido por el profesor William Orrsi del Departamento de Tierra y Medio Ambiente había creado una simulación de situaciones de laboratorio en la Tierra joven de 4 a 3.600 millones de años hace.

En estas situaciones, hubo algunas similitudes para las personas que prevalecen en los respiraderos hidrotermales en el nivel del mar conocido como "fumadores negros" hoy, una diferencia importante es que los océanos antiguos estaban llenos de fracturas de hierro.

Fuerte crecimiento sin ningún nutriente

En el experimento de laboratorio, los investigadores produjeron versiones cortas de tales "fumadores negros". Como ocurre naturalmente en el mar, las reacciones geoquímicas de hierro y azufre ocurrieron a altas temperaturas, causando minerales de sulfuro de hierro como McNawight (FES) y Greigita (Fe)₃S₄)) En un proceso que produce gas de hidrógeno (h)₂,

En estos "jardines químicos", el Archian Methonococcus jannaschii de una sola célula no solo fue capaz de prosperar, sino que cruza positivamente las expectativas de los investigadores: "También organizando algunos genes del metabolismo de acetil-CoA, que aún estudian", "" Publicado En el diario Ecología y desarrollo de la naturaleza,

"Inicialmente, esperábamos solo un ligero crecimiento, ya que no detectamos nutrientes adicionales, vitaminas o metales en el experimento". Por lo tanto, un organismo de una sola célula demostró ser extremadamente hábil en el uso de gas de hidrógeno producido por la lluvia abiótica de sulfuro de hierro como fuente de fuente.

Separado del sedimento de los respiraderos hidrotmales en el fondo del océano, el hipertimófilo actúa como un organismo modelo para la metanogénesis a través del paso metabólico de metanococcus jannaschii acetil-CoA. Es un organismo que se adapta a condiciones extremas.

"Para la agricultura, estábamos accesibles para las instalaciones estatales de las artes en el Centro Arcia de la Universidad de Regensburg, donde la profesora Dina Grin y la Dra. Robert Ricult nos apoyan.

El proceso metabólico más antiguo de la historia evolutiva

En los jardines químicos, las células siempre estaban en proximidad directa a las partículas de macinavita. Se alinea con la evidencia fósil, donde algunos depósitos geológicos de tales minerales de la historia temprana de la Tierra tienen las cicatrices fósiles de la primera vida microbiana.

Los investigadores concluyen de los resultados del estudio que las reacciones químicas durante la lluvia de los minerales de sulfuro de hierro hace aproximadamente 4 mil millones de años generaron suficiente energía para la existencia de células y, por lo tanto, establecieron las bases para el metabolismo dependiente de hidrógeno de los primeros microbios en la tierra joven. En consecuencia, esta forma de metanogénesis basada en hidrógeno producido inorgánicamente a través de reacciones químicas es la forma más antigua de producción de energía en la historia evolutiva.

Space- Next Frontier

Los geobiólogos de LMU ahora están haciendo la pregunta de si los procesos metabólicos que han visto no pueden estar fuera de nuestro planeta y, por lo tanto, puede haber viviendas extraastrales para los accheanes, como en Encelado. La NASA ya considera a este lunar de Saturno como candidato para una vida potencial, ya que los científicos sospechan la presencia de actividades hidrotérmicas entre su núcleo rocoso y un "océano de refresco" líquido, que está bajo su corteza helada.

"En nuestro próximo estudio, seguiremos las condiciones de Encelado en el laboratorio y probaremos si los arcos pueden sobrevivir y crecer allí", dice Helmbract.