Nanoestruturas encontradas em aberturas marítimas profundas geram energia sem vida: WebCuriosos

Escondido nas profundezas do Oceano Pacífico – quase 6.000 metros (19.685 pés) de profundidade Fossa Mariana – são um grupo de fontes hidrotermais, que podem fornecer algumas pistas vitais sobre como a vida começou na Terra.

Essa é a conclusão de um novo estudo liderado por uma equipe do Instituto de Pesquisa Científica Riken e do Instituto de Tecnologia de Tóquio, no Japão, e o que torna esse grupo de fontes hidrotermais notável é a maneira como são capazes de produzir energia sem qualquer ajuda dos seres vivos. células.

Os cientistas descobriram nanoestruturas ao redor das aberturas que podem atuar como seletivas canais iônicoso que significa que funcionam um pouco como filtros subaquáticos – permitindo a passagem de certos tipos de partículas carregadas enquanto bloqueiam outras.

Através desta selecção, pode ser produzida uma pequena mas significativa diferença de voltagem, não muito diferente dos canais orgânicos nas membranas das nossas próprias células. O fato de nenhum material orgânico estar envolvido neste caso sugere que a geração de energia – conhecida como conversão de energia osmótica – poderia ter sido estabelecida na Terra antes da existência da vida, proporcionando um ambiente adequado para o surgimento de células vivas.

“A formação espontânea de canais iônicos descobertos em fontes hidrotermais profundas tem implicações diretas para a origem da vida na Terra e além dela”, diz o bioquímico Ryuhei Nakamura, de Riken.

As fontes hidrotermais são pontos fracos onde a água aquecida pelo magma, que se infiltrou na crosta terrestre, reemerge no oceano. Esta água reciclada está repleta de minerais e cheia de energia, razão pela qual os cientistas pensam que as fontes hidrotermais do fundo do mar podem desempenhar um papel nas origens da vida.

As aberturas consideradas no presente estudo são feitas de uma mistura complexa de minerais, o que as torna particularmente interessantes para pesquisa.

Uma análise detalhada de uma amostra de hidróxido de magnésio de 84 centímetros (33 polegadas) mostrou cristais organizados em canais retos, controlando o fluxo do líquido que passa pela abertura e criando uma diferença de voltagem em toda a superfície.

“Inesperadamente, descobrimos que a conversão de energia osmótica, uma função vital na vida vegetal, animal e microbiana moderna, pode ocorrer abioticamente em um ambiente geológico”, disse ele. diz Nakamura.

Além das origens da vida, as descobertas podem ajudar colheita de energia azul – um processo de usina onde a energia osmótica é usada para gerar eletricidade a partir das diferenças entre água salgada e água doce. Seguindo algumas dicas da natureza, poderemos melhorar a eficiência, o preço acessível e a ecologia dessas técnicas.

Mais significativamente, porém, aproxima-nos da resposta à questão de como a vida orgânica pode surgir a partir de materiais inorgânicos – e como isso pode ter acontecido na Terra, há milhares de milhões de anos. Os cientistas têm muitas ideias diferentes sobre as origens da vida, mas as fontes hidrotermais certamente poderiam estar envolvidas.

“Em particular, o nosso estudo mostra como a conversão de energia osmótica, uma função vital na vida moderna, pode ocorrer abioticamente num ambiente geológico,” diz Nakamura.

A pesquisa foi publicada em Comunicações da Natureza.