Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pozemský život mohl nějakým způsobem vznikat „na pyritu“. Řada enzymů má aktivní místa tvořená sírou a železem, která hrají klíčovou roli při přenosu elektronů.
Mezinárodní tým vědců nyní zveřejnil studii upozorňující na možnou roli sulfidů železa při vzniku života v pozemských horkých pramenech. Podle výzkumníků mohly sulfidy katalyzovat redukci plynného oxidu uhličitého na prebiotické organické molekuly neenzymatickou cestou.
Takto o věci uvažovat není nic až tak nového, předchozí studie o sulfidech železa a vzniku života se ale zaměřovaly především na hlubokomořské alkalické hydrotermální průduchy (tj. bílé kuřáky; černé jsou ty kyselé). Toto prostředí mohlo znamenat příznivé podmínky, jako je vysoká teplota, tlak, gradient pH a molekulární vodík, který zde může (respektive mohl) za určitých okolností s oxidem uhličitým reagovat i přímo.
Taková představa dnes převládá, některé teorie však jako alternativní pravděpodobné prostředí pro vznik života navrhují pozemské horké prameny. Vědci nyní syntetizovali z mackinawitu (sulfid železa a niklu) řadu nanorozměrných sulfidů železa, včetně čistého sulfidu železnatého a sulfidů železa dopovaných běžnými prvky horkých pramenů, jako jsou mangan, nikl, titan a kobalt. Jejich experimenty ukázaly, že tyto sulfidy železa mohou katalyzovat redukci CO2 poháněnou H2 při specifických teplotách (80-120 °C) a atmosférickém tlaku. Vznikal tak především metanol. Reakce podle všeho probíhá především dvoustupňově přes oxid uhelnatý, který byl dále redukován vodíkem.
Sulfidy železa dopované manganem vykazují při teplotě 120 °C mimořádně navíc vysokou katalytickou aktivitu. Tato aktivita byla dále zvýšena zářením na přechodu mezi viditelnou a ultrafialovou částí spektra. Přidání vodní páry do směsi také zvýšilo katalytickou aktivitu. Dopování manganem nejen snížilo aktivační energii reakce, ale také vytvořilo v molekulách vysoce účinná místa pro přenos elektronů, čímž zvýšilo účinnost/výtěžnost reakce. Potvrdilo se tedy, že redoxní vlastnosti sulfidů železa jsou funkčně analogické moderním metabolickým enzymům a poskytují (respektive – mohly poskytnout) chemický základ pro prebiotickou fixaci uhlíku.
Výsledky mají význam pochopitelně i z pohledu astrobiologie.
Iron sulfide-catalyzed gaseous CO2 reduction and prebiotic carbon fixation in terrestrial hot springs, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-54062-y)
Zdroj: Chinese Academy of Sciences / Phys.org
