Arzénnal teli tóra bukkantak az Andokban

Bár vize a legtöbb élőlény számára "halálos koktél" volna, mégis nyüzsgő élettel van tele az a különleges tó, amelyet argentin kutatók találtak az Andokban. A felfedezés jelentősége nemcsak abban rejlik, hogy ennyire lúgos, erősen sós, mérgező gázokat és arzént tartalmazó vízben általában nem jellemző az élet, de sokkal fontosabb, hogy az itt található élőlények segítségével a kutatók a földi élet kialakulásával kapcsolatos kérdéseik egy részére is választ kaphatnak.

Földünk korai történetéről igen kevés információ áll rendelkezésre, így az élet kialakulására számtalan elmélet létezik, de bizonyítékok hiányában ezek egyike sem teljes mértékben elfogadott. Ami bizonyos, hogy a Föld 4,54 milliárd évvel ezelőtt alakult ki, míg az élet első nyomai 3,5 milliárd éve jelentek meg.

Ebben az időben a sekélyvízi, domború alakú, fotoszintetizáló mikroorganizmusok és a meszes anyagot tartalmazó úgynevezett sztromatolitok voltak a jellemzőek, így érthető, hogy a földi élet kialakulását célzó kutatások középpontjába kerültek. Ma ezen élőlénycsoportok alig néhány helyen fordulnak csak elő: világszerte ismert példa az ausztráliai Cápa-öböl, de különlegesség, hogy találtak már sztromatolitokat szárazföldi sós forrásokban, tavakban, így például a mexikói Chihuahuan-sivatagban vagy az argentin Andokban a Socompa- és a Tolar Grande-lagúnákban.

Mai sztromatolitok az ausztráliai Cápa-öbölben. Ezen ősi élőlények kutatása sok izgalmas, a földi élet kialakulásával kapcsolatos kérdésre adhat választ

María Eugenia Farías és a CONICET-PROIMI kutatócsoport tagjai 3400 méteres magasságban találtak rá a Socompa és a Tolar Grande sztromatolitjaira, majd ezt követően újabb kutatásokba kezdtek, hiszen e környezet igen hasonló ahhoz, amiben e különleges élőlények eredetileg kialakultak. A Föld korai élővilágának megismerésére irányuló kísérlet nem várt sikerrel zárult, ugyanis a 4000 méternél is magasabban fekvő Puna de Atacama fennsík egy tavában (Laguna del Diamante) nemcsak sztromatolitokat, de más élőlényeket is találtak.

A kutatócsoport által vizsgált tavak közös jellemzője, hogy extrém kémiai jellemzőkkel rendelkeznek (egy közülük savas, a másik kettő erősen lúgos, és akár a 11-es pH-t is eléri), magas a sótartalmuk (akár a normál tengervíz ötszöröse) és a tengerszinthez képest igen magasan helyezkednek el (tehát alacsony az oxigén-tartalom, illetve akár a tengerszinten megszokottnál 40%-kal is erősebb az UV-sugárzás). Bár manapság e körülmények az élővilág szempontjából nem számítanak kedvezőnek, ehhez igen hasonló jellemzőket feltételeznek a Föld korai történetében, amikor az élet kialakulásának első lépései megtörténtek. A Laguna del Diamante magas arzén- és mérgező gáztartalma tovább erősíti a hasonlóságot.

Az itt található sztromatolitok felépítésében a meszes anyag mellett különböző apró élőlények, úgynevezett cianobaktériumok, diatoma-félék, archaeák és gamma-proteobaktériumok játszanak szerepet, melyek feltehetően megőrizték ősi tulajdonságaikat is. DNS-ük vizsgálatával megállapítható, hogyan alkalmazkodtak ezek a mikrobák a magas UV-sugárzáshoz. Ez, és egy sor más vizsgálat segítségével lehetőség lesz az élet kialakulásával kapcsolatos kérdések egy részének megválaszolására is.

A Laguna del Diamante messziről idilli képet mutat. A lenyűgöző táj azonban "halálos" tavat rejt, s ebben a környezetben igazi különlegesség, hogy gazdagnak mondható élővilágra bukkantak a kutatók

Élet a Földön

Bár a legkorábbi sztromatolit-leletek körülbelül 3,5 milliárd évesek, a kutatók egyetértenek abban, hogy az életnek ennél korábban, mintegy 3,8 milliárd évvel ezelőtt ki kellett alakulnia. Ennek oka, hogy a felépítő apró élőlények biológiailag annyira összetettek (például van sejtfaluk, ami megvédi a fehérje-termelő DNS-t), hogy 300 millió év mindenképpen szükséges volt a kialakulásukhoz.

A kutatók tehát kikövetkeztették, hogy mikor kellett kialakulnia az életnek, ám a folyamat maga nem ismert - a rengeteg ötletet, felvetést ugyanis nem vagy csak nehezen lehet bizonyítani. A számtalan lehetséges folyamat közt lehet több olyan is, amik akár egyszerre vagy egymás után következtek be, tehát nem feltétlen állnak egymással ellentmondásban. A téma kutatói abban egyetértenek, hogy kellett lennie egy olyan időszaknak, amit RNS-világnak is nevezhetünk. Ekkor az RNS (ez egy DNS-hez hasonló óriásmolekula, mely sok ismétlődő egységből épül fel, a fehérjeszintézisben vesz részt, és néhány vírus ökítőanyaga) volt a lényeges, életet vezérlő molekula, s csak később alakult ki a DNS és a fehérjék, amelyek háttérbe szoríthatták az RNS-t. Ez arra azonban nem ad választ, hogy miképp is alakulhatott ki az RNS, hiszen a DNS-hez hasonlóan az RNS is egy igen bonyolult felépítésű molekula.

Vannak, akik a spontán kialakulásban hisznek, míg mások szerint a folyamatban szerepe lehetett egy kisbolygó becsapódásának. Többek által elfogadott az úgynevezett ősleves-modell, mely szerint a vulkánok gőzeiből/gázaiból felhők alakulhattak ki, így esők estek, amelyek feltöltötték a medencéket, s így tengerek, óceánok képződtek. Ekkor már lehetséges volt, hogy különböző egyszerű összetevők reakcióba lépjenek egymással a vizekben, például villámlás vagy megemelkedett hőmérséklet hatására. Így alakulhattak ki az élethez szükséges alapvető fontosságú molekulák, így többek között az ammónia vagy a foszfor-sók, s ezekből pedig további reakciókkal az RNS. Őslevesnek nevezik tehát azokat a tengereket, amelyekben már jelen volt az RNS.

Hihetetlen gazdagság

További érdekesség, hogy a Laguna del Diamante környékén nemcsak sztromatolitok élnek, de olyan, eddig ismeretlen, kőzeteket bevonó mikrobák is, amelyek a környék flamingó-kolóniájának táplálékul szolgálnak. A flamingók előfordulása azért igazi szenzáció itt, mert - bár e madarak híresek alkalmazkodóképességükről - ennyire szélsőséges életkörülmények között nem találkoztak még velük a kutatók.

A tó körüli kőzeteket azonban nemcsak mikrobák vonják be, de előfordulnak apró vörös kristályok is, melyekről eddig még nem sikerült megállapítani, hogy milyen ásványfajt képviselnek. Különböző, ásványmeghatározásra alkalmas vizsgálatok alapján a vörös ásványok egyik ilyen környezetben várt, vagy egyáltalán a Földön ismert fajnak sem feleltethetőek meg.

Kiss Gabriella