Der Funke des Lebens: Die Rolle der Elektrotrophie bei der Entstehung des Lebens

In den letzten Jahrzehnten haben Studien das Auftreten eines natürlichen elektrischen Stroms an den Schornsteinwänden moderner Hydrothermalquellen gezeigt. Dieses Phänomen entsteht durch die Oxidation von H₂S aus dem hydrothermalen Fluid auf der Innenseite des Schornsteins, der aus leitfähigem Pyrit besteht, in Verbindung mit der Reduktion von Sauerstoff aus dem umgebenden Meerwasser. In den vergangenen Jahren haben wir die Hypothese entwickelt, dass dieser elektrische Strom die erste Energiequelle für die Entstehung von Leben in hydrothermalen Zusammenhängen während des Hadaikums gewesen sein könnte. Es ist uns insbesondere gelungen, moderne, tief verzweigte Archaeen aus hydrothermalen Gemeinschaften nur mit Hilfe von Elektrizität und CO₂ anzureichern, was ein Beweis für die günstige Thermodynamik eines solchen Stoffwechsels ist. Während des Hadaikums war jedoch der für diesen natürlichen elektrischen Strom erforderliche O₂ nicht verfügbar, da er erst nach dem großen Sauerstoffkatastrophe auftrat. In diesem Projekt versuchen wir, ähnliche Bedingungen zu reproduzieren und die verschiedenen Schritte dieser Theorie zu charakterisieren, um ihr Auftreten zu bewerten. Zunächst wollen wir zeigen, dass eine ähnliche Stromreaktion durch die Reduktion von Nitrat, das durch Blitze in der Atmosphäre erzeugt wird, stattgefunden haben könnte und zur Elektroreduktion von CO₂ zu kurzkettigen Fettsäuren führen kann.