More je, ili bolje reći (svjetski) ocean, izgledalo u doba svoga postanka – a bilo je to prije četiri milijarde godina – sasvim drugačije nego danas. U njemu nije bilo algi  ni bakterija, a kamoli riba i rakova – jer života još ne bijaše na Zemlji. No to je samo dio priče, onaj očiti. Taj ocean stariji od svih oceana nije bilo plav nego zelen. Kako to znamo? Znamo po tome što su u njemu bile otopljene soli dvovalentnog željeza, u njemu su se nalazili ioni Fe²⁺. Morska je voda dakle nalikovala otopini željezova(II) sulfata, zelene galice, koju u prirodi nalazimo u obliku minerala melanterita. No ta je „otopina zelene galice“ bila vrlo razrijeđena. U kubičnom metru pradavne morske vode bilo je naime samo dva  do sedam grama željeza (za usporedbu, u kubičnom metru morske vode nalazi se 29 kg soli i 1 kg magnezija).

A onda se sve promijenilo s pojavom prvog života, ili točnije s pojavom prvih fotosintetskih organizama, modrozelenih algi. Kisik što su ga one proizvodile oksidirao je ione željeza Fe²⁺ u ione Fe³⁺, koji su se potom počeli taložiti iz morske vode u obliku željezova(III) oksida, Fe₂O₃, minerala hematita. I onda su u tom velikom taloženju, koje je potrajalo šest stotina milijuna godina (od 3,1 do 2,5 milijarde godina od danas), nastali stotinama metara debeli slojevi onoga što danas zovemo željeznom rudom. No što je bilo prije modrozelenih algi?

Na Zemlji je morao postojati neki drugi oblik života, to je jasno.  A taj život je, kažu znanstvenici, morao biti u nekoj vezi s onim željezom u morskoj vodi. Prvi koji je to dvoje povezao bio je njemački znanstvenik Günter Wächtershäuser. Prema njemu život je nastao na česticama željezova sulfida, FeS, koje su nastale reakcijom morske vode (čitaj: u njoj otopljenih iona Fe²⁺) sa sumporovodikom, H₂S, koji je izlazio iz vulkana. Te su čestice služile kao katalizatori za nebrojne reakcije organskih spojeva. Ne samo to.  One su davale i energiju prvim „živim bićima“ – ili bolje reći „pionirskim organizmima“, kako ih je imenovao njemački znanstvenik. Željezov sulfid, FeS, regira naime dalje sa sumporovodikom, pri čemu nastaje pirit, FeS₂, no i elektroni te vodikovi ioni koji pokreću reakcije na katalitičkim česticama.

Toj je već trideset godina staroj teoriji dao nov vjetar u leđa rad francuskih znanstvenika sa Sveučilišta u Stasbourgu pod vodstvom Josepha Morana, što se u svibnju pojavio u časopisu Nature.  Iz njegova naslova, „Synthesis and breakdown of universal metabolic precursors promoted by iron (Sinteza i razgradnja univerzalnih metaboličkih prekursora poticane željezom)“, ne bi se moglo zaključiti da je tu riječ o postanku života na Zemlji – no upravo se o tome radi!

Na zajedničko porijeklo svega živoga ukazuju i iste metaboličke pretvorbe, isti ili sličan metabolizam. U pretvorbama u kojima dolazi do vezivanja ugljikova dioksida, pri čemu se stvaraju veze među ugljikovim atomima, pojavljuju se kao ključni metaboliti dvije kiseline. Prva se  kiselina zove glioksilna kiselina, a njezine soli glioksilati. Ona sudjeluje u glioksilatnom ciklusu, metaboličkim promjenama koje se odvijaju u biljnih stanicama. Druga kiselina je pirogrožđana kiselina, sa solima piruvatima. Njezina je uloga još važnija. Ona sudjeluje u Krebsovom (TCA) i reverznom Krebsovom (rTCA) ciklusu (TCA ovdje stoji za njegov sinonimni naziv, TCA cycle, tricarbroxylic acid cycle, ciklus trikarkarboksilnih kiselina). Mogu li od te dvije kiseline, glioksilne i pirogrožđane, nastati drugi organski spojevi pri uvjetima kakvi su vladali u Zemljinom praoceanu?  Nalaze li se među njima metaboliti iz Krebsova i glioksilatnog ciklusa?

Pokus francuskih znanstvenika sasvim je jednostavan. Zatvorili bi otopinu natrijeva piruvata i glioksilata te željezova(II) klorida u ampulu te je grijali na temperaturi od 70 ^oC do 48 sati.  I za divno čudo dobili su gotovo sve metabolite spomenuta dva ciklusa. Štoviše, kada su u reakcijsku smjesu dodali hidroksilamin, NH₂OH,  te željezo u prahu, u reakcijskoj su smjesi mogli detektirati četiri aminokiseline koje izgrađuju današnje proteine: glicin, alanin te glutaminsku i asparaginsku kiselinu.

Pažljivi će čitatelj njihova rada primijetiti da je u ampuli bila tisuću puta viša koncentracija željeza (3,7  kg/m³) nego u drevnom oceanu (2 – 7 g/m³) te  da u njemu, oceanu nije bilo elementarnog, metalnog željeza. No nije baš tako. Željeza je bilo jer je u ocean padalo mnogo meteorita, a velik dio meteorita sadržava željezo, u obliku njegovih slitina s niklom. A što se pak prvog prigovora tiče možemo reći da je priroda imala na raspolaganju mnogo više nego tisuću puta više vremena od znanstvenika iz Stasbourga da dovrši svoje eksperimente i s tisuću puta manje željeza. No kako bilo da bilo njihov nam znanstveni rad pokazuje kako bio upravo željezo moglo biti prvi katalizator prvih organizama. Ti organizmi nisu nimalo sličili onima koji danas žive na  Zemlji – baš kao što željezo ne sliči enzimima, proteinima koji su od njega preuzeli funkciju kataliziranja reakcija u živim bićima. Upravo na takav zaključak upućuje rad francuskih znanstvenika.

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti pišući za časopise Prirodu (kojoj je sedam godina bio i glavni urednik), Čovjek i svemir, ABC tehnike, Smib, Modru lastu, a u posljednje vrijeme i za mrežne stranice Zg-magazin te, naravno, BUG online. Autor je i 13 znanstveno-popularnih knjiga od kojih je posljednju, „The Cookbook of Life – New Theories on the Origin of Life“ (izišlu 2018. godine), napisao na engleskom jeziku. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.