Ett av vetenskapens största huvudbry – hur livet kröp ur en kemisk soppa – har en ny kandidat för huvudrollen: mineralnanozymer. Professor Yongdong Jin vid Shenzhen University har föreslagit 'nanozymhypotesen', som hävdar att primitiva naturliga mineralnanozymer (MN-zymer), senare sällskap av organiska hybridiserade nanozymer, var de osjungna hjältar som omvandlade inerta gaser till levande system.
Hypotesen föreslår att under urjordens förhållanden omvandlade MN-zymer förhistoriska gaser till komplexa molekyler genom en process som kallas 'oorganisk fotosyntes' – för om växter kan göra det med solljus, varför kan inte stenar göra det med lava och blixtar?
Dessa mikroskopiska mineralpartiklar påstås ha utfört flera jobb: katalys, ytbinding, anti-UV-skydd, fotoselektion och energiflödeshantering. I grund och botten var de schweiziska arméknivar för prebiotisk kemi, med hjälp av ljus, värme och elektricitet för att bygga livets molekylära maskineri.
Jorden själv, hävdar teorin, fungerade som ett naturligt 'allt-i-ett' kemilabb under miljarder år. Tryck- och temperaturgradienter nära vulkaner och varma källor kan ha genererat tidiga MN-zymer, inklusive metaller, metalloxider och sulfidnanopartiklar – samma typ som forskare nu syntetiserar i labb för nöje och vinst.
En särskilt flashig cameo i denna berättelse går till monolitskyddade guldnanopartiklar (AuNPs), som författaren kallar 'Au-världen'. Medan guldnanopartiklar vanligtvis ses som artificiella labbskapelser, hävdar Jin att de kunde ha bildats naturligt och stabiliserats av organiska beläggningar som tioler och aminer, och anslutit sig till den prebiotiska festen.
Tusentals teragram mineralnanopartiklar cirkulerar redan årligen genom jordens ekosystem, många med enzymliknande aktivitet. Nya studier visar också att de kan bildas spontant från vittrande mineraler i laddade vattenmikrodroppar eller under UV-bestrålning – naturens egen nanopartikelfabrik.
Hypotesen tar också itu med långvariga gåtor som vattenparadoxen, rollen av mikronanostrukturer på jordens yta och biomolekylernas kirala ursprung. I slutändan syftar den till att förena konkurrerande teorier om livets uppkomst genom att föreslå att små stenar, inte fancy RNA eller metabolism-först-scenarier, var livets ursprungliga arkitekter.
För tydligen uppstod livet inte bara från en ursoppa – det uppstod från en urtida nanopartikelslurry, med lite hjälp från vulkanisk värme och blixtar.