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 ümbermõõt: 0,5–5 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.