نظریه جدیدی درباره حیات، قبل از به وجود آمدن سلولها
دانشمندان در یک مطالعه جدید میگویند حیات ممکن است مدتها قبل از وجود سلولها، به صورت مادهای چسبنده و لزج آغاز شده باشد.
دانشمندان نظریههای زیادی در مورد چگونگی تبدیل مواد اولیه زمین به سلولهای زنده دارند، اما یک نظریه جدید، حاکی از وجود یک ماده چسبنده و لزج است.
یک تیم بینالمللی از پژوهشگران در یک مقاله جدید استدلال میکند که حیات ممکن است ابتدا در یک توده چسبنده و لزج چسبیده به یک سنگ، مدتها قبل از وجود سلولهای واقعی پدیدار شده باشد.
نویسندگان معتقدند که مشابه زیستنوارها یا بیوفیلمهای باکتریایی که امروزه روی سنگها، سطوح برکه و حتی دندانهای مسواک نزده انسان میبینیم، یک ماتریس ژل نیمه جامد، مکان مناسبی را برای ایجاد حیات، چه در زمین و چه به طور بالقوه در سیارات دیگر فراهم میکند.
این مفهومِ حیات ژلهای کمی خاص است. اکثر نظریههای منشأ حیات، زمینه را برای اولین شیمی آلی در آب و نه یک ماده چسبنده فراهم میکنند، اما این نظریهها همچنین در توضیح اینکه چگونه مولکولهای سادهای از نوعی که احتمالاً در آبهای زمین شناور بودهاند، بدون هیچ گونه پشتیبانی اضافی میتوانستند به چیزی به پیچیدگی RNA(اسید ریبونوکلئیک) یا DNA(اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) تبدیل شوند، مشکل دارند.
یک محیط ژلمانند میتواند چندین مورد از این مسائل را به طور همزمان حل کند.
تونی جیا(Tony Jia)، اخترزیستشناس دانشگاه هیروشیما میگوید: در حالی که بسیاری از نظریهها بر عملکرد مولکولهای زیستی و بیوپلیمرها تمرکز دارند، نظریه ما در عوض، نقش ژلها را در منشأ حیات در نظر میگیرد.
جیا و همکارانش پیشنهاد میکنند که یک محیط ژلی میتواند مولکولها را به دام انداخته و در قالبهایی به اندازه کافی پایدار سازماندهی کند تا بر برخی از موانع کلیدی در شیمی پیش از حیات غلبه کند.
زمین اولیه، مکان نسبتاً ملایم و پوشیده از اوزونی که امروزه میشناسیم، نبوده است. تابش شدید فرابنفش میتوانست بدون مانع به سطح برخورد کند و دما نیز بسیار بالا بوده است.
این تیم پیشنهاد میکند که ژلهای پیشبیوتیک میتوانستند مدتها قبل از اینکه سلولهای غشایی واقعی فرصتی برای توسعه داشته باشند، محافظت بسیار مورد نیاز را برای شیمی شکننده حیات ارائه دهند.
در این نظریه که اولین بار در سال ۲۰۰۵ مطرح شد و در اینجا به تفصیل شرح داده شد، پیشیاختهها(protocells) اولین گام در منشأ حیات نبودند، بلکه نتیجه سازماندهی شیمیایی ایجاد شده توسط یک ماده چسبنده اولیه بودند.
محققان مینویسند: ما در اینجا چارچوب ژل اولیه پیشبیوتیک را شرح میدهیم که در آن فرض میشود حیات اولیه ممکن است در ماتریسهای ژل متصل به سطح پدیدار شده باشد. چنین ژلهای پیشبیوتیکی ممکن است به سیستمهای شیمیایی اولیه اجازه داده باشند تا با فعال کردن غلظت مولکولی، حفظ انتخابی، کارایی واکنش و انتخاب محیطی، بر موانع کلیدی در شیمی پیشبیوتیک غلبه کنند.
محققان میگویند که در این ژلهای اولیه، اولین زمزمههای متابولیسم میتوانسته با تبادل الکترون توسط مواد شیمیایی ایجاد شده باشد. نور فرابنفش که به ژل نفوذ میکند، در کنار نور مرئی و فروسرخ میتوانسته انرژی اضافی برای واکنشهای شیمیایی درون آن فراهم کند، همانطور که فتوسنتز در گیاهان امروزی انجام میدهد.
اعضای این تیم تحقیقاتی میافزایند که ژلها میتوانند مونومرهایی مانند نوکلئوتیدهای فعال و اسیدهای آمینه را متمرکز کنند و به گونهای تشکیل میشوند که به طور انتخابی مواد شیمیایی خاصی را حفظ و با آنها تعامل میکنند، نه سایر مواد.
محیط مرطوب اما نه کاملاً مرطوب درون یک ماتریس ژلی، واکنشهایی را که میتوانند مونومرها را به هم متصل کنند تا پلیمرها (مولکولهای پیچیدهای مانند مولکولهای بدن ما) را تشکیل دهند، ترجیح میدهد. برخلاف واکنشهای هیدرولیز که در آنها مواد شیمیایی به اجزای کوچکتر تجزیه میشوند.
محققان میگویند این موضوع، دامنه جستجوی ما را در مورد حیات فراتر از زمین نیز گسترش میدهد. ساختارهایی مانند ژلها، به جای مواد شیمیایی خاص ممکن است اهداف ماموریتهای آینده برای جستجوی حیات در فضا باشند.
