Lihtne lugu üksildasest seisva veega lahesopist...
Arhed ehk ürgid on eluslooduse domeen ja ainuraksete mikroorganismide riik. Arhed on prokarüoodid, mis tähendab, et nende rakus puuduvad rakutuum ja teised membraaniga ümbritsetud organellid.
Tegelane: süsinikumolekule absorbeeriv mikroob arhe sooja tiigi põhjas 3 miljardit aastat tagasi...
Seega on küsimus järgmine: kas arhe suudab kohata ja absorbeerida 7 μm kaugusel asuvat lahustunud süsinikku sisaldavat molekuli?
Milline oli arhe toit?
Süsinikdioksiidi (CO₂) oli varajastes ookeanides külluslikult lahustunud.
Hüdrotermaalsetest reaktsioonidest said arhed veel formaati (HCOO⁻), atsetaati (CH₃COO⁻), metaani (CH₄) ja formaldehüüdi (H₂CO).
Varajased arhed ei liikunud, vaid triivisid...
Meie seadistus füüsikaliselt tõlgendatuna:
Arhe pikkus peast sabani: 0,1–15 μm
Kaugus sihtmärgini: 7 μm
Juhtum 1: Soodne suund
Kiirusel 13 μm/s → aeg ≈ 2,3 s
Juhtum 2: Vooluga samas suunas.
Voolu kiirus: 13 μm/s.
Püüdmisaeg = 7 μm / 13 μm/s ≈ 0,54 sekundit.
Juhtum 3: Difusioon
Aeg, mis kulub molekuli "juhuslikuks" arheni jõudmiseks, on tõepoolest juhuslik – see sõltub veemolekulide juhuslikust värisemisest. Võiks arvutada keskmise esimese läbimise aja (nt ~0,1–1 sekundit 7 μm kohta), kuid iga üksik sündmus võib olla palju kiirem või aeglasem.
Kui vähendame voolu kiirust 1 μm/s oleks see praktiliselt seisev vesi ja toit arhe ümber. Kohtumiskiirus toiduga oleks 0,4 sekundit.