حیات روی زمین ممکن است به‌کمک یک عنصر بسیار ساده آغاز شده باشد

اگر فیلم های هیولایی و آزمایش های علمی قدیمی را باور داشته باشیم، حیات, با یک جرقه ی بزرگ آغاز, می شود. البته کسی با این حکایت قدیمی پیدایش حیات,، متقاعد نشده است؛ بنابراین جستجو به دنبال منابعی از انرژی که قادر باشند یک سوپ پیش حیات,ی را به ظرف تولیدکننده ی حیات, تبدیل کنند، ادامه دارد. شاید این عنصر, اسرارآمیز چیزی به جز نمک ن باشد,!

در پژوهشی جدید که توسط پژوهشگرانی از موسسه علوم زمین, حیات, در موسسه فناوری ژاپن انجام شده، توجه پژوهشگران به سدیم کلرید به عنوان مسیری ممکن, برای تامین انرژی مورد نیاز واکنش های بیوشیمایی اولیه جلب شده است. سدیم کلرید از نسبت یک به یک (1:1) یون های سدیم و کلرید تشکیل شده است و در این مورد شاید یون های کلرید وقتی تحت تاثیر تابش های الکترومغناطیسی شدید قرار گرفته اند، نقش خود در آغاز, حیات را ایفا کرده اند.

داستان منشا حیات، موضوعی است که انسان ها همیشه به آن علاقمند بوده اند. علم در مورد تشریح اینکه چگونه حیات به چنین سطحی از تنوع رسیده، خوب عمل کرده است. ما از تئوری هایی مانندانتخاب طبیعیمی توانیم استفاده کنیم تا زمان را برگردانیم و بررسی کنیم که چه اتفاقی رخ داده است. در برخی نقاط لازم است از یک گردش آشفته از مواد شیمیایی آلی، به تکثیر ناقص کدهایی که ممکن, است مسبب نخستین جرقهحیاتبوده باشند، پرش کنیم؛ چیزی که معمولا با نامفرضیه جهان RNAمطرح می شود.

متاسفانه این فرضیه های کلی، شبیه به معمای مرغ و تخم مرغ هستند. حیات، متکی بر گرفتن انرژی از یک منبع چه در قالب پیوندهای شیمیایی و یا چه به شکل نور خورشید و استفاده از آن برای آرایش مجدد ترکیبات است. بدون وجود منبع انرژی ما نمی توانیم تولید مواد شیمیایی پایه ای مسئول ساخت کدهای ژنتیکی ابتدایی را پیش ببریم.

در حالی که تمام موجودات مدرن دستگاه های سلولی مهم را به ارث می برند، ولی در فرایند اولین جرقه متابولیکی باید عامل فراوان تری نقش داشته باشد,؛ چیزی ساده, تر که نه در حیات، بلکه در محیط یافت شود.

در اوایل دهه ۱۹۵۰، دو شیمیدان به نام هایاستانلی میلر و هارولد یوریموفق به ساخت برخی از اسیدآمینه ها از مواد ساده, تر شدند. این آزمایش برای اولی بار نشان می داد که مواد پایه ای برای تولید پروتئین ها لزوما نیازمند یک منبع زنده نیستند. این دانشمندان با فرض اینکه زمین, اولیه دارای جرقه های آسمانی زیادی بوده است، ولتاژی را بر محیط کشتشان اعمال کردند.

حتی اگر این فرایند منجر به ایجاد مقادیر زیادی اسیدآمینه شده باشد,، ملکولRNAاز الفبای متفاوتی از بازهای شیمیایی ساخته شده است. اینکه چگونه این بازها تولید شده اند، نیاز به حل مساله انرژی دارد. سال گذشته، گروهی از پژوهشگران پیشنهاد کردند که امواج حاصل از برخورد سیارک ها با زمین, ممکن, است موجب تبدیل واحدهای ساختمانی ارگانیک بهفرمامیدشده باشند. فرمامید ملکول والدی چهار باز RNA است.

بخشی از مشکل حوادث نمایشی مانند برخوردهای سیارکی و جرقه ها این است که آن ها در تفسیر تولید تعداد کمی از بازیگران اصلی حیات نقش دارند. با این حال مواد شیمیایی دیگری نیز ممکن, است در این میان وجود داشته و دارای نقشی حمایتی بوده باشند. این عناصر هم نیاز به یک داستان دارند.

مطالعه جدید گامی به عقب برداشته است تا نقش عامل دیگری را در آبشار واکنش های آغاز,کننده ی حیات در نظر بگیرد. در پژوهش قدیمی تری، مسیرهای ترکیباتی مانندهیدروژن سیانیددر واحدهای ساختاری اساسی اولین RNA در حضور چیزی بیشتر از نور فرابنفش مورد مطالعه قرار گرفته بود. اما در این میان تولید خودسیانامیدرا کسی در نظر نگرفته بود. پژوهشگران در گزارش خود نوشتند:

... بنابراین هدف ما توسعه ی شبکه ای از واکنش ها بود که قندهای ساده, و سیانامید و در نتیجه بسیار,ی از پیش سازهای مهم برای سنترRNAرا به صورت یکجا تولید کنند.

پس از تجزیه و تحلیل زنجیره واکنش های تسریع شده توسط تابش متراکم امواج گاما، پژوهشگران متوجه شدند که سطوح سیانامید متناسب با نسبت یک عامل شگفت آور افزایش می یافت:یون های کلرید.

از دو یون سازنده ی نمک، این معمولا سدیم است که تمام توجه را به خود جلب می کند و شریک کلریدی اش که به ندرت در واکنش ها مشارکت دارد، نادیده گرفته می شود. در این مورد به نظر می رسید برانگیخته شدن توسط اشعه ی گاما موجب سست شدن الکترون های کلرید شده و انرژی لازم برای تشکیل سیانامید را در آن ترکیب مهیا می کند. این فرایند ممکن, است نسبت به تئوری های جرقه های آسمانی یا برخوردهای سیارکی پیچیده تر و البته همراه با جذابیت کمتری باشد, ولی نیازی نیست که حیات حتما با یک واکنش عظیم ایجاد شده باشد,.

این پژوهش در ژورنالChemistrySelectمنتشر شده است.