Cum a apărut viața pe Pământ? Această întrebare îi fascinează pe oamenii de știință de secole. Înțelegerea modului în care elemente simple precum apa și mineralele au evoluat în celule vii este esențială nu numai pentru explorarea originilor noastre, ci și pentru a ști dacă viața s-ar putea dezvolta în alte părți ale universului. Un studiu a avansat o teorie interesantă: apa de ploaie, care era abundentă pe Pământul primitiv, ar fi putut juca un rol crucial în stabilizarea primelor celule (numite protocelule), deschizând calea către complexitatea vieții așa cum o știm.
Celulele care alcătuiesc astăzi organismele vii sunt structuri extrem de complexe. Imaginați-vă mici fabrici organizate, pline cu compartimente numite organite, fiecare cu o funcție specifică. De exemplu, nucleul conține ADN-ul, harta genetică care controlează tot ceea ce face celula, în timp ce mitocondriile produc energia de care are nevoie pentru a funcționa. Toate acestea sunt învelite într-o membrană, un fel de barieră protectoare care controlează ceea ce intră și iese din celulă. Formată din lipide (grăsimi) și proteine specializate, aceasta permite anumitor substanțe să intre și să iasă din celulă, blocându-le pe altele. Datorită acestei organizări, celulele pot îndeplini sarcini extrem de complexe și pot menține echilibrul necesar vieții.
Înainte de a atinge această complexitate, primele forme de viață au fost mult mai simple. Oamenii de știință cred că aceste prime entități, numite protocelule, s-au format acum aproximativ 3,8 miliarde de ani din molecule organice prezente pe Pământul primitiv. O protocelulă poate fi comparată cu o mică bulă de molecule plutind într-un mediu apos. Ea a oferit atât un cadru structural, cât și protecție pentru reacții chimice cruciale, cum ar fi replicarea primelor molecule genetice, ARN. Totuși, aceste protocelule nu dezvoltaseră încă membranele sofisticate ale celulelor moderne. Prin urmare, ele ar fi fost mult mai instabile și mai fragile.
Au fost propuse două modele de protocelule pentru a explica cum arătau acestea: vezicule și coacervate. Veziculele sunt structuri formate din lipide, asemănătoare bulelor de săpun, care încapsulează moleculele din interior. Aceste vezicule pot proteja primele molecule ale vieții de un mediu extern ostil. Cu toate acestea, spre deosebire de celulele moderne, ele nu aveau proteine care să regleze trecerea substanțelor, ceea ce le-a limitat capacitatea de a interacționa cu mediul și de a se reproduce eficient. Coacervatele sunt picături formate prin acumularea de molecule organice, cum ar fi peptidele și acizii nucleici (ARN). Spre deosebire de vezicule, coacervatele nu au membrană, ceea ce facilitează schimbul de materie cu lumea exterioară. Acest lucru accelerează reacțiile chimice, dar creează o problemă: fără membrană, aceste picături se pot amesteca prea ușor și își pot pierde conținutul, în special materialul genetic esențial pentru evoluție.
Una dintre provocările majore pentru cercetători a fost înțelegerea modului în care aceste protocelule, și în special coacervatele, au putut să își mențină stabilitatea suficient de mult timp pentru a permite apariția vieții. Un nou studiu, publicat în Science Advances, oferă un răspuns fascinant: apa de ploaie, care este deionizată (adică lipsită de minerale dizolvate), ar fi putut juca un rol-cheie în stabilizarea coacervatelor. Cercetătorii au descoperit că, atunci când coacervatele sunt plasate în apă deionizată, acestea ejectează ioni și formează un fel de piele de plasă pe suprafața lor. Această „piele” împiedică picăturile să se unească cu alte coacervate, stabilizându-le și permițându-le să concentreze material genetic precum ARN. Acest strat protector ar fi permis primelor celule să mențină reacțiile chimice esențiale fără să se dezintegreze prea repede. Experimentele au arătat că, în apă deionizată, coacervatele puteau păstra ARN-ul în interior zile întregi, în timp ce, în apă bogată în ioni, ARN-ul difuza de la o picătură la alta în câteva secunde. Prin urmare, acest mecanism ar fi putut fi esențial în menținerea stabilității primelor celule.
Această descoperire cu privire la rolul apei de ploaie aruncă o nouă lumină asupra condițiilor necesare pentru apariția vieții pe Pământ. De asemenea, ea deschide perspective interesante pentru căutarea vieții în alte părți ale Universului. Dacă pe alte planete pot fi observate condiții similare, cum ar fi oceane de apă pură, ar crește șansele de a descoperi forme de viață extraterestră.
