고대 온천에서 생명체의 잠재적인 기원을 밝혀낸 연구

뉴캐슬대학교 연구에서는 고대 온천을 활용하여 지구상 생명의 기원을 탐구하고 있습니다.

영국 자연환경연구협의회(Natural Environmental Research Council)의 지원을 받은 연구팀은 35억년 전 지구에서 불활성 지질 물질로부터 최초의 생명체 출현이 어떻게 일어났는지 조사했습니다. 뉴캐슬 대학의 과학자들은 상대적으로 온화한 열수 분출구를 모방한 조건에서 수소, 중탄산염 및 철이 풍부한 자철광을 혼합하면 유기 분자 스펙트럼이 형성되며, 특히 길이가 최대 18개의 탄소 원자로 늘어나는 지방산을 포함한다는 사실을 발견했습니다.

저널에 게재됨 커뮤니케이션 지구 및 환경, 그들의 발견은 생명을 생산하는 데 필요한 일부 주요 분자가 어떻게 무기 화학 물질로 만들어지는지를 잠재적으로 밝힙니다. 이는 수십억 년 전에 지구에서 생명이 어떻게 형성되었는지에 대한 핵심 단계를 이해하는 데 필수적입니다. 그들의 결과는 아마도 원시 지구의 초기 생화학적 과정에 의해 선택적으로 선택된 고대 세포막을 형성하는 유기 분자의 그럴듯한 기원을 제공할 수 있습니다.

인생 초기의 지방산

지방산은 자연적으로 물 속에서 세포와 같은 구획을 자동으로 형성하는 물을 끌어당기고 밀어내는 영역을 가진 긴 유기 분자이며, 이러한 유형의 분자가 최초의 세포막을 만들 수 있었습니다. 그러나 그 중요성에도 불구하고 이러한 지방산이 생명의 초기 단계에서 어디서 유래했는지는 불확실했습니다. 한 가지 아이디어는 CO를 함유한 바닷물과 혼합된 수중 통풍구에서 나오는 수소가 풍부한 유체와 뜨거운 물이 혼합된 열수 통풍구에서 형성되었을 수 있다는 것입니다.₂.

이 그룹은 초기 지구의 해양에서 발견된 화학적 환경의 중요한 측면과 실험실의 특정 유형의 열수 분출구 주변에서 나오는 뜨거운 알칼리수의 혼합을 재현했습니다. 그들은 초기 지구에 존재했던 철 기반 미네랄이 있는 상태에서 수소가 풍부한 뜨거운 유체가 이산화탄소가 풍부한 물과 혼합될 때 원시 세포막을 형성하는 데 필요한 유형의 분자가 생성된다는 사실을 발견했습니다.

수석 저자인 Graham Purvis 박사는 Newcastle University에서 연구를 수행했으며 현재 Durham University에서 박사후 연구원으로 재직하고 있습니다.

그는 “생명 탄생의 중심에는 외부 환경으로부터 내부 화학을 분리하는 데 중요한 세포 구획이 있습니다. 이러한 구획은 화학 물질을 농축하고 에너지 생산을 촉진하여 생명 유지 반응을 촉진하는 데 중요한 역할을 했으며 잠재적으로 생명 초기 순간의 초석 역할을 했습니다.

그 결과는 철 기반 광물에 있는 중탄산염이 풍부한 물과 알칼리 열수 분출구에서 나오는 수소가 풍부한 유체가 수렴함으로써 생명의 초기에 초기 세포의 기초적인 세포막이 침전되었을 수 있음을 시사합니다. 이 과정은 다양한 유형의 막을 생성했을 수 있으며, 일부는 잠재적으로 생명이 처음 시작되었을 때 생명의 요람 역할을 했을 수도 있습니다. 더욱이 이러한 변형 과정은 운석의 원소 구성에서 발견되는 특정 산의 생성에 기여했을 수도 있습니다.”

자연 환경 과학 대학의 생지화학 독자이자 수석 조사관인 Jon Telling 박사는 다음과 같이 덧붙였습니다.

“우리는 이 연구가 우리 행성에서 생명체가 어떻게 기원했는지에 대한 첫 번째 단계를 제공할 수 있다고 생각합니다. 우리 연구실의 연구는 이제 두 번째 핵심 단계, 즉 처음에 광물 표면에 ‘고착된’ 유기 분자가 어떻게 지구로 들어올 수 있는지를 결정하기 위해 계속되고 있습니다. 구형 막으로 둘러싸인 세포와 같은 구획을 형성하며 최초의 세포 생명체를 형성한 최초의 잠재적인 ‘원세포’입니다.”

흥미롭게도 연구자들은 막 생성 반응과 유사한 반응이 오늘날 우리 태양계의 얼음 달 표면 아래 바다에서도 여전히 일어날 수 있다고 제안합니다. 이는 이 먼 세계에서 대체 생명체가 탄생할 가능성을 높입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240112114722.htm