İlk hüceyrələr öz enerjilərini geokimyəvi reaksiyalardan alırdılar. LMU tədqiqatçıları indi öz laboratoriyalarında bu qədim metabolik prosesi yenidən yaratmağı bacarıblar.

Çox güman ki, Yerdəki bütün canlıların ən qədim əcdadı isti şəraiti bəyənir, hidrogenlə yaşayır və metan istehsal edirdi. LMU tədqiqatçıları fosil dəlillərinə və genetik analizlərdən istifadə edərək metabolik rekonstruksiyalara əsaslanaraq bu nəticəyə gəliblər . Bu nisbətən sadə, primordial asetil-KoA metabolik yolu bir çox mikroorqanizmlərdə bu günə qədər sağ qalmışdır.

Yer və Ətraf Mühit Elmləri Departamentindən professor Uilyam Orsinin başçılıq etdiyi LMU tədqiqatçıları qrupu, ehtimal ki, yer üzündəki ilk canlı orqanizmlər arasında olan maddələr mübadiləsi haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün təxminən 4-3,6 milyard il əvvəl gənc Yerdəki şəraitin laboratoriya simulyasiyalarını yaratdı.

Bu şərtlər okean dibində “qara siqaret çəkənlər” kimi tanınan hidrotermal ventilyasiyalarda mövcud olanlarla bəzi oxşarlıqlara malikdir, əsas fərq qədim okeanların həll olunmuş dəmirlə dolu olmasıdır.

Heç bir qida maddəsi olmadan güclü böyümə

Laboratoriya təcrübəsində tədqiqatçılar belə “qara siqaret çəkənlərin” miniatür variantlarını hazırlayıblar. Dəniz dibində təbii olaraq baş verdiyi kimi, dəmir və kükürdün geokimyəvi reaksiyaları yüksək temperaturda baş vermiş, hidrogen qazı (H ₂ ) hasil edən bir prosesdə makinavit (FeS) və qreigit (Fe ₃ S ₄ ) kimi dəmir sulfid minerallarını meydana gətirmişdir .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=4054963813&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1746076111&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-04-ancient-metabolic-recreated-iron-sulfur.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1746076111781&bpp=1&bdt=154&idt=64&shv=r20250428&mjsv=m202504240101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746075652%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746075652%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3Dcdf7f2f01784f52d%3AT%3D1735196613%3ART%3D1746075652%3AS%3DAA-Afjb8kbeupLLyQ0QHQmZxpM4v&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=1043209993260&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=4&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1927&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358863%2C95358865%2C31092097%2C95353387%2C95358976%2C95359091%2C31092056%2C95359114%2C31090357%2C95359476&oid=2&pvsid=7978769871595543&tmod=1114012305&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=70

Bu “kimyəvi bağlarda” təkhüceyrəli arxe Methanocaldococcus jannaschii nəinki inkişaf edə bildi, həm də tədqiqatçıların gözləntilərini müsbət şəkildə aşdı: “Asetil-KoA metabolizminin bəzi genlərini həddindən artıq ifadə etməklə, arxeylər həqiqətən eksponensial şəkildə böyüdülər” dedi . Nature Ecology & Evolution jurnalında .

“Əvvəlcə biz cüzi artım gözləyirdik, çünki təcrübəyə əlavə qida, vitamin və ya iz metallar əlavə etməmişik.” Beləliklə, təkhüceyrəli orqanizm dəmir sulfidlərin abiotik çöküntüsü nəticəsində əmələ gələn hidrogen qazından enerji mənbəyi kimi istifadə etməkdə çox bacarıqlı olduğunu sübut etdi.

Okean dibindəki hidrotermal kanalların çöküntülərindən təcrid olunmuş hipertermofil mikrob Methanocaldococcus jannaschii, Asetil-KoA metabolik yolu ilə metanogenez üçün model orqanizm kimi xidmət edir. Ekstremal şəraitə uyğunlaşan bir orqanizmdir .

“Becərilməsi üçün bizə Regensburq Universitetinin Arxeya Mərkəzindəki ən müasir qurğulara giriş imkanı verildi, burada professor Dina Grohmann və Dr. Robert Reichelt bizə nəzakətlə dəstək oldular. Bu, kimyəvi bağlarda təcrübələrin hazırlanması üçün çox vacib idi” dedi Orsi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .Abunə ol

Təkamül tarixində ən qədim metabolik proses

Kimya bağlarında hüceyrələr həmişə makinavit hissəciklərinin birbaşa yaxınlığında qalırdılar. Bu, Yerin erkən tarixindən bu cür mineralların bəzi geoloji yataqlarında ilk mikrob həyatının qalıq izlərini ehtiva etdiyi fosil sübutları ilə uyğun gəlir.

Tədqiqatçılar tədqiqatın nəticələrindən belə nəticəyə gəliblər ki, təxminən 4 milyard il əvvəl dəmir sulfid minerallarının çökməsi zamanı kimyəvi reaksiyalar nəticəsində ilk hüceyrələrin yaşaması üçün kifayət qədər enerji yaranıb və bununla da gənc Yerdə ilk mikrobların hidrogendən asılı maddələr mübadiləsinin əsası qoyulub. Müvafiq olaraq, kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə qeyri-üzvi olaraq hasil edilən hidrogenə əsaslanan bu metanogenez forması təkamül tarixində enerji istehsalının ən qədim məlum formasıdır.

Kosmos – növbəti sərhəd

LMU geobioloqları indi müşahidə etdikləri metabolik proseslərin planetimizdən kənarda da baş verməməsi və buna görə də Enseladda olduğu kimi arxeylər üçün yerdən kənar yaşayış yerlərinin olub-olmaması ilə bağlı sual verirlər. NASA artıq Saturnun bu peykini mümkün həyat üçün namizəd kimi qəbul edir, çünki elm adamları onun qayalı nüvəsi ilə onun buzlu qabığının altındakı maye “soda okeanı” arasında hidrotermal fəaliyyətlərin olmasından şübhələnirlər.

Helmbrecht deyir: “Növbəti tədqiqatımızda laboratoriyada Enseladın şəraitini təqlid edəcəyik və arxelərin orada yaşaya və böyüməyə qadir olub-olmadığını yoxlayacağıq”.

Daha çox məlumat: Vanessa Helmbrecht və digərləri, Simulyasiya edilmiş erkən Yer geokimyası hidrogendən asılı olan ilkin metabolizmi gücləndirir, Təbiət Ekologiyası və Təkamül (2025). DOI: 10.1038/s41559-025-02676-w

Jurnal məlumatı: Nature Ecology & Evolution 

Münhen Ludwig Maximilian Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir