น้ำพุร้อนเช่นนี้ในโลกยุคแรกอาจมีส่วนผสมในการเริ่มชีวิต และแสดงให้เห็นว่าเหล็กซัลไฟด์เป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่ง
เครดิตรูปภาพ: Alex Bosoy, การออกแบบและภาพประกอบ, LLC
เหล็กซัลไฟด์ในบ่อน้ำพุร้อนรอบปล่องภูเขาไฟบนบกอาจทำให้เกิดคาร์บอนในรูปแบบแรกสุดที่จำเป็นในการเริ่มต้น การสาธิตประสิทธิภาพของไอรอนซัลไฟด์เจือในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาในสภาพแวดล้อมเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีคู่แข่งรายที่สามในการแข่งขันเพื่อบ้านหลังแรกของชีวิต ร่วมกับสระน้ำของดาร์วินและปล่องระบายความร้อนใต้พื้นมหาสมุทร
เราอาจไม่สามารถสร้างประกายไฟดวงแรกแห่งชีวิตขึ้นมาใหม่ได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่มีข้อสงสัยอย่างมากเกี่ยวกับส่วนผสมที่จำเป็นบางประการ ซึ่งเป็นแรงบันดาลใจในการค้นหาเพื่อค้นหาว่าพวกมันจะมีอยู่ในที่ใดบนโลกยุคแรก เมทานอล (CH3OH) อยู่ในขณะนี้สำหรับการฆ่าแบ็คแพ็คเกอร์ในลาว แต่สามารถนำทั้งชีวิตและความตายได้ และคาดว่าน่าจะเป็นแหล่งที่มาของคาร์บอนในกรดอะมิโนของสิ่งมีชีวิตในยุคแรกๆ
ในปัจจุบัน เอนไซม์ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นโมเลกุลที่สิ่งมีชีวิตต่างๆ นำไปใช้ได้ อย่างไรก็ตาม เอนไซม์เหล่านี้สร้างโดยเซลล์ที่มีชีวิต ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีทางเลือกอื่นที่ไม่ใช่ทางชีวภาพเพื่ออธิบายว่าคาร์บอนมีอยู่ได้อย่างไรตั้งแต่แรก เหล็กซัลไฟด์สามารถกระตุ้นปฏิกิริยาที่เปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นเมทานอลและโมเลกุลง่ายๆ อื่นๆ ได้ สิ่งเหล่านี้อาจได้รับการเปลี่ยนแปลงเพิ่มเติมจนกลายเป็นสิ่งก่อสร้างของชีวิต
งานก็มีเคยทำมาแล้วการพิสูจน์ว่าเหล็กซัลไฟด์ (FeS) สามารถทำหน้าที่ที่จำเป็นภายใต้สภาวะที่เราคิดว่ามีอยู่รอบๆ ปล่องความร้อนใต้ทะเลลึก
อย่างไรก็ตาม น้ำพุร้อนบนบกยังมีผู้สนับสนุนเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต ซึ่งมีความเกี่ยวข้องมากขึ้นจากหลักฐานของดาวอังคาร- ทีมงานที่นำโดยดร.จิงป๋อ หนาน จากสถาบันวิทยาศาสตร์จีน ตัดสินใจสำรวจว่าเหล็กซัลไฟด์จะทำงานได้ดีเพียงใดภายใต้สภาวะเหล่านั้น
เชื่อกันว่าน้ำร้อนที่กระทำบนหินบางชนิดนั้นเป็นแหล่งของไฮโดรเจนทั้งในอากาศและละลายในน้ำ แต่ด้วยตัวมันเองแล้วจะไม่มีประสิทธิภาพมากนักในการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นเมทานอล
ทีมงานพยายามจำลองลักษณะสำคัญของน้ำพุร้อนตั้งแต่ก่อนมีชีวิต และดูว่าเหล็กซัลไฟด์สามารถต้านทานเอนไซม์เร่งปฏิกิริยาได้หรือไม่ พวกเขาทดลองกับ FeS บริสุทธิ์ แต่ยังลองใช้ผงนาโนของเหล็กซัลไฟด์ผสมกับแมงกานีส นิกเกิล ไทเทเนียม และโคบอลต์จำนวนเล็กน้อย ซึ่งแต่ละชนิดควรมีอยู่ในสปริงบางแห่ง
ที่อุณหภูมิระหว่าง 80–120°C (176-248°F) เหล็กซัลไฟด์จะเร่งปฏิกิริยา โดยโมเลกุลไฮโดรเจนจะลดคาร์บอนไดออกไซด์ลง ซึ่งน่าจะมีอยู่อย่างอุดมสมบูรณ์ก่อนที่สิ่งมีชีวิตจะเริ่มต้น ไม่จำเป็นต้องมีแรงกดดันสูง
การเติมเหล็กซัลไฟด์ด้วยแมงกานีสจะทำให้การผลิตเมทานอลเพิ่มขึ้น 5 เท่า แต่โลหะเจือปนอื่นๆ ทำให้สิ่งต่างๆ แย่ลง
น่าประหลาดใจที่ไอน้ำชะลอการผลิตที่อุณหภูมิต่ำกว่า 100°C (212°F) แต่เร่งความเร็วให้สูงกว่าจุดนั้น ซึ่งผู้เขียนคิดว่าอาจเป็นเพราะมันมีส่วนช่วยโปรตอนในกระบวนการแปลงคาร์บอนไดออกไซด์เมื่ออุณหภูมิสูงเพียงพอ การได้รับแสง UV จะหยุดการผลิตเมทานอลโดยสิ้นเชิงภายใต้สภาวะที่ต่ำกว่าพาร์ แต่ก็สามารถทำได้เมื่อสถานการณ์โดยรวมดีขึ้น เชื่อกันว่ารังสียูวีมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อปฏิกิริยาบางอย่างที่เกิดขึ้นในภายหลัง ทำให้เกิดข้อโต้แย้งเกี่ยวกับสภาพน้ำตื้นเหนือมหาสมุทรลึก อย่างไรก็ตาม ถ้ามันหยุดการผลิตเมทานอล คงเป็นเรื่องยากที่จะอธิบายว่ามันจะเกิดขึ้นได้เมื่อจำเป็นเท่านั้น
การที่ไอน้ำและรังสียูวีบางครั้งอาจเป็นปัญหา แต่ก็ไม่เสมอไป บ่งชี้ว่าน้ำพุร้อนยุคแรกๆ ของโลกส่วนใหญ่อาจไม่เหมาะกับการเริ่มต้นชีวิต อย่างไรก็ตาม สถานการณ์จำเป็นต้องถูกต้องเพียงครั้งเดียวเท่านั้น และผลงานชี้ให้เห็นว่าการผสมผสานที่ยอดเยี่ยมนั้นอาจไม่ได้หายากขนาดนั้น
ปฏิกิริยานี้ดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกรีดิวซ์เป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ ซึ่งจากนั้นจะทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเพื่อสร้างเมทานอล โดยขั้นตอนที่สองต้องใช้พลังงานน้อยลงเมื่อมีแมงกานีส
บางทีดาร์วินอาจจะ”” จริงๆ แล้วมันเป็นฟองที่ร้อนแรง
การศึกษาเปิดให้เข้าถึงได้ในการสื่อสารธรรมชาติ-
