심해 열수 분출공 환경은 지구생명이 탄생했을 가능성이 가장 높은 장소로 주목받고 있다.이번에 도쿄공업대학과 해양연구개발기구(JAMSTEC)의 연구그룹은 심해 열수분출공에서 뿜어나오는 열수의 에너지를 바탕으로 생명의 원재료가 되는 유기화합물이 생성되는 새로운 메커니즘을 밝혀냈다. .
초기 생명은 환원형 아세틸CoA 경로나 역구연산회로라는 CO2 고정대사시스템을 사용하는 독립영양생물이었다고 추정되고 있다.그러나, 심해 열수 분출공 환경에서 CO2 고정 시스템에 관한 유기 화학 반응을 진행시키는 효과적인 메커니즘은 발견되지 않았고, 어떻게 유기 화합물이 만들어 졌는지는 알 수 없다.
한편, 2017년 프랑스 스트라스부르 대학의 연구 그룹은 역 시트르산 회로의 일부 반응이 순금속에 의해 촉진됨을 보고했다. JAMSTEC은 이전에, 열수 분출 구멍 근방에서 열수와 해수의 전위차를 따라 전류가 발생하는 것을 확인하고 있었기 때문에, 여기로부터, 분출 구멍의 대표적인 구성 광물인 황화 금속이 전기 환원에 의해 금속화되어 그 표면에서 유기 화학 반응이 촉진되었을 가능성을 발상했다.
그래서, 초기 해양 바닥의 열수 분출공 환경에서 생겼다고 추측되는 전기화학 반응장을 재현하여 검증 실험을 실시하였다.그 결과, 철·구리·납·은을 포함한 황화 금속이 수시간 내지 수일의 스케일로 각각의 메탈로 변화하는 것이 실증되었다.또한, 그 도상에서 발생하는 황화철과 금속철의 복합체가 환원제 및 촉매가 되어, 역 시트르산 회로 내의 일부의 반응을 포함하는, 생명 발생에 필수적인 복수의 유기 화학 반응을 촉진하는 것 도 발견했다.
초기 해양바닥에서는 이번 실험에서 나타낸 메탈화나 유기화학 반응이 폭넓게 진행되어 생명의 발생을 크게 뒷받침한 것으로 생각된다.본 성과는 생명을 낳을 수 있는 환경 조건의 일단을 밝힌 것으로 말할 수 있다.
