Энергии Гиббса 85 реакций, рассмотренных в этом исследовании, для отмеченных соотношений смешивания гидротермальной жерловой жидкости и морской воды в гидротермальной системе Стритана. В качестве гидротермального флюида использовался измеренный химический состав жерл Стритана. Реакции окрашены акцептором или донором электронов (левая сторона против правой). Доноры и акцепторы электронов группируются, когда это применимо, с другими донорами или акцепторами, имеющими сходные уравнения реакций, которые могут немного отличаться по стехиометрии продуктов (например, CO2- и HCO3-). Реакции, указанные как «другие», представляют собой реакции диссоциации (например, реакция 51: 2NO-3:3 → 2NO-2 + 02.
biorxiv.org
Предполагаемые щелочные гидротермальные системы на ноевском Марсе были потенциально обитаемыми средами для микроорганизмов. Однако типы реакций, которые могли бы подпитывать микробную жизнь в таких системах, и количество энергии, получаемой от них, не были количественно ограничены.
В этом исследовании мы используем термодинамическое моделирование, чтобы рассчитать, какие катаболические реакции могли поддерживать древнюю жизнь в системе гидротермальных источников, осаждающих сапонит, в бассейне Эридания на Марсе. Чтобы дополнительно оценить, что это может означать для микробной жизни, мы оценили энергетический потенциал аналогичного объекта в Исландии, гидротермального поля Стритан (SHF).
Результаты показывают, что из 85 релевантных окислительно-восстановительных реакций, которые были рассмотрены, в гидротермальной системе Эридания в наиболее энергоемких реакциях преобладало образование метана. Напротив, расчеты энергии Гиббса, выполненные для Strytan, показывают, что наиболее энергетически выгодными реакциями являются реакции восстановления CO2 и O2, связанные с окислением H2.
В частности, наши расчеты показывают, что древняя гидротермальная система в бассейне Эридания могла быть обитаемой средой для метаногенов, использующих NH4+ в качестве акцептора электронов. Различия в энергиях Гиббса между двумя системами во многом определялись кислородом — его наличием на Земле и отсутствием на Марсе. Однако Strytan может служить полезным аналогом Eridania при изучении реакций образования метана, в которых не участвует O2.
Заявление о конкурирующих интересах
Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.
Холли Р. Ракер, Такер Д. Эли, Дуглас Э. ЛаРоу, Донато Джованнелли, Рой Э. Прайс
дои: https://doi.org/10.1101/2022.09.09.507253
PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.09.507253v1.full.pdf
Астробиология
/cloudfront-us-east-2.images.arcpublishing.com/reuters/5FUU6I6MQZJCTBVMSV4FYQ6OWY.jpg?resize=150%2C150&ssl=1)
