Forskare har i en ny studie publicerad i Nature Ecology & Evolution visat att järnsulfidmineraler som mackinavit (FeS) och greigit (Fe₃S₄), bildade under förhållanden som liknar de tidiga geokemiska miljöerna på jorden för 4,0–3,6 miljarder år sedan, kan producera tillräckliga mängder vätgas (H₂) för att stödja tillväxten av metanogena arkéer. Dessa resultat ger stöd för teorin att livets ursprung kan ha skett i hydrotermala miljöer rika på järnsulfider.

Järnsulfider och vätgasproduktion

I laboratorieexperiment skapade forskarna ”kemiska trädgårdar” genom att blanda järn- och svavelföreningar under anoxiska förhållanden, vilket ledde till bildandet av mackinavit och greigit. Dessa mineraler producerade abiotiskt H₂, vilket är en viktig elektronkälla för vissa mikroorganismer. Den producerade vätgasen visade sig vara tillräcklig för att stödja tillväxten av den hypertermofila metanogenen Methanocaldococcus jannaschii.

Aktivering av uråldrig metabolism

När M. jannaschii odlades i dessa järnsulfidrika miljöer observerades en överexpression av gener kopplade till acetyl-CoA-vägen, en av de äldsta kända metaboliska vägarna för koldioxidfixering. Denna väg är central för metanogenes och andra autotrofa processer och anses vara en av de mest ursprungliga energimetabolismerna på jorden.

Implicationer för livets ursprung

Studien stödjer hypotesen att livets första metaboliska processer kan ha uppstått i hydrotermala miljöer där abiotiskt producerad vätgas från järnsulfidmineraler fungerade som energikälla. Detta ger en möjlig förklaring till hur de första cellerna kunde fixera koldioxid och producera metan innan utvecklingen av mer komplexa biologiska system.

Sammanfattning

Denna forskning visar att järnsulfidmineraler, under tidiga jordförhållanden, kan producera vätgas i mängder som stödjer tillväxten av metanogena arkéer. Detta ger stöd för teorin att livets ursprung kan ha skett i hydrotermala miljöer rika på järnsulfider, där abiotiskt producerad vätgas fungerade som energikälla för uråldrig metabolism.

Taggar

Kemi – Studien fokuserar på kemiska reaktioner och mineralbildning under tidiga jordförhållanden.

Biologi – Forskningen rör mikroorganismers metabolism och tillväxt under specifika geokemiska förhållanden.

Geologi – Studien undersöker mineralbildning och geokemiska miljöer på den tidiga jorden.

Natur och miljö – Resultaten har implikationer för förståelsen av livets ursprung och utveckling i naturliga miljöer.

Extra taggar:

Astrobiologi – Fynden kan informera sökandet efter liv i liknande miljöer på andra planeter.

Ursprung av liv – Studien ger insikter i hur livets första metaboliska processer kan ha uppstått.

Källor

• Helmbrecht, V., Reichelt, R., Grohmann, D., & Orsi, W. D. (2025). Simulated early Earth geochemistry fuels a hydrogen-dependent primordial metabolism. Nature Ecology & Evolution, 9, 769–778. https://www.nature.com/articles/s41559-025-02676-w