أكسجين من الصخور.. سر الحياة قبل ظهور "التمثيل الضوئي"
اكتشف علماء في جامعة نيوكاسل البريطانية، مصدرا للأكسجين ربما يكون قد أثر على تطور الحياة قبل ظهور عملية التمثيل الضوئي.
وكشف المشروع البحثي الرائد، الذي تقوده كلية العلوم الطبيعية والبيئية بجامعة نيوكاسل، والذي نُشر اليوم (الإثنين) في دورية "نيتشر كومينيكيشن"، عن آلية يمكن أن تولد "بيروكسيد الهيدروجين" من الصخور أثناء حركة الصدوع الجيولوجية.
وفي حين أن التركيزات العالية من بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن تكون ضارة للحياة، فإنها يمكن أن توفر أيضا مصدرا مفيدا للأكسجين تحتاجه الميكروبات، وقد يكون هذا المصدر الإضافي للأكسجين قد أثر على التطور المبكر، وربما وفر أصل الحياة في البيئات الحارة على الأرض المبكرة قبل تطور عملية التمثيل الضوئي.
في المناطق النشطة تكتونيا، لا تؤدي حركة القشرة الأرضية إلى توليد الزلازل فحسب، بل تؤدي أيضا إلى إحداث تشققات وكسور في باطن الأرض لتنتج أسطح صخرية شديدة التفاعل، ويمكن للمياه بعد ذلك التفاعل مع هذه الصخور المكسورة حديثا.
وفي المختبر، قام طالب الماجستير جوردان ستون، بمحاكاة هذه الظروف عن طريق تكسير الجرانيت والبازلت والبريدوتيت، وهي أنواع الصخور التي كان من الممكن أن تكون موجودة في القشرة الأرضية المبكرة، ثم تمت إضافتها إلى الماء في ظل ظروف خالية من الأكسجين يتم التحكم فيها جيدا عند درجات حرارة متفاوتة.
أظهرت التجارب أن هذا التفاعل سينتج كميات كبيرة من بيروكسيد الهيدروجين، التي وفرت "الأكسجين المحتمل"، ويحدث ذلك فقط عند درجات حرارة قريبة من نقطة غليان الماء، والأهم من ذلك، أن درجة حرارة تكوين بيروكسيد الهيدروجين تتداخل مع نطاقات نمو بعض أكثر الميكروبات المحبة للحرارة على الأرض، والتي تسمى "هايبرترموفيلس" .
ويقول المؤلف الرئيسي جوردان ستون في تقرير نشره الموقع الرسمي لجامعة نيوكاسل بالتزامن مع نشر الدراسة إنه: "في حين اقترحت الأبحاث السابقة أن كميات صغيرة من بيروكسيد الهيدروجين والمواد المؤكسدة الأخرى يمكن أن تتشكل عن طريق الضغط على الصخور أو سحقها في غياب الأكسجين، فهذه هي الدراسة الأولى التي تظهر الأهمية الحيوية لدرجات الحرارة الساخنة في تعظيم توليد بيروكسيد الهيدروجين".
ويضيف الباحث الرئيسي الدكتور جون تيلنج: "يُظهر هذا البحث مصدرا جديدا للأكسجين، ينتج عن الماء والصخور المكسرة ودرجات الحرارة المرتفعة، والتي كانت جميعها موجودة على الأرض في وقت مبكر قبل تطور عملية التمثيل الضوئي، والتي يمكن أن تؤثر على الكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة في المناطق الحارة النشطة زلزاليا، حيث ربما تكون الحياة قد تطورت لأول مرة".
تم دعم العمل من خلال منح من مجلس أبحاث البيئة الطبيعية (NERC) ووكالة الفضاء البريطانية، ويجري تنفيذ مشروع متابعة جديد بقيادة الدكتور جون تيلنج، بتمويل من المجلس، لتحديد أهمية هذه الآلية لدعم الحياة في باطن الأرض.
