روزی روزگاری، وقتی سیاره‌ای زمین بسیار جوان و تازه بود، هیچ نشانه‌ای از حیات روی آن وجود نداشت. سپس در محل و به روشی، واکنشی شیمیایی رخ داد و عوامل سازنده‌ای مولکولی اولین نیاکان ما ظهور کردند: آمینواسیدها و نوکلئیک اسیدهایی که به شیوه‌های مناسب در کنار هم گرد آمدند و واکنش‌های زنجیره‌ای را ادامه دادند تا شروع حیات انجام دهند.

هنوز کاملاً از جزئیات این اتفاق که هیچ میلیاردی سال پیش رخ داد و ردی از آن در سوابق فسیلی وجود ندارد، مطمئن نیستیم. اما دانش با استفاده از آنچه شیمی زمین آغازین می‌نامند، مجموعه‌های از واکنش‌های شیمیایی را کشف کردند که احتمالاً عامل به‌وجودآمدن عناصر سازنده زمینی بیولوژیکی هستند. رامانارایانان کریشنامورتی از مؤسسه پژوهشی اسکریپز می‌گوید:

به الگوی قبلی برای توضیح از شیمی پربیوتیک به شیمی بیوتیک رسیدیم. احتمالاً این واکنش‌ها در زمین آغازین رخ داد.

چگونگی ظهور شیمی بیوتیک به‌شدت تجربی است. نرم افزارهای داده شده خود از فرآیندهای بیولوژیکی و کاربردهای آن در زمینه های آزمایشگاهی، سعی می کنند عملیات شیمی را آغاز کنند، فرآیندهای 3/7 سال پیش را تغییر دهند.

شواهد، سیانید یکی از مولکول های زمین آغازین است که سمی کشنده است؛ اما احتمالاً واسطه‌ای برای ظهور حیات روی زمین بود. پژوهشگران سراسر جهان نقش سیانید را در این فرآیند بررسی کردند. در اوایل سال جاری، کریشنامورتی و همکارانش نشان دادند که سیانید می‌تواند در اتاق و در مجموعه‌ای از pHهای مختلف، به‌آسانی مولکول‌های زیستی را تولید کند. همچنین با اضافه کردن کربن‌دی‌اکسید، سرعت این فرآیند افزایش می‌یابد.

بدین‌ترتیب، پژوهشگران تلاش کردند با ساخت مولکول‌های زیستی پیچیده‌تری مانند آمینواسیدها تکرار کنند. زیرا کل‌های موجود در سلول‌های زنده حاوی این مولکول هستند. پیش‌‌نیازهای شکل‌گیری آمینواسیدها مولکول‌هایی به آلفاکتوسید هستند که با نیتروژن و آنزیم‌ها برای تولید آمینواسیدها واکنش نشان می‌دهند.

ممکن است آلفاکتوسید در آغاز زمین، آنزیم‌ها در آن زمان وجود نداشته باشد. درنتیجه ممکن است آمینواسیدهای آن زمان از آلدهیدها شکل گرفته باشند. با توجه‌به این فرضیه، این پرسش مطرح می‌شود که چه زمانی آلفاکتوسید جایگزین آلدهید شد.

به‌باور کریشنامورتی و همکارانش، احتمالاً در آن زمان آلفاکتوسیدها بدون نیاز به وجود آنزیم‌ها، آمینواسیدها را تشکیل دادند. آنها فرضیه خود را با آلفا‌کتوسیدها شروع کردند و البته سیانید را اضافه کردند. زیرا آزمایش‌های قبلی، سیانید محرکی برای واکنش‌های شیمیایی است که به تولید مولکول‌های زیستی می‌انجامند.

آمونیاک یا ترکیب نیتروژن و هیدروژن هم در زمین آغازین وجود داشت. این ترکیب نیز به فرضیه اضافه شد. گفتنی است بخش نهایی به آزمون و خطای بیشتر نیاز داشت. اما هسته‌های قبلی، کربن‌دی‌اکسید کلید اصلی این پژوهش‌ها است. کریشنامورتی می‌گوید:

انتظار داشتن حساب این ترکیب کارایی باشد؛ اما آسان تر از آن بود که فکرش را می کردیم. اگر فقط کتو اسید و سیانید و آمونیاک را با ترکیب کنید، به نتیجه دلخواه می‌رسید. سپس با اضافه کردن حتی مقدار کمی کربن‌دی‌اکسید، سرعت واکنش افزایش می‌یابد.

مقاله مرتبط:

کنتایج کelی پژwhaharann ​​nnشnaan meی‌arbn‌dی‌daکsیd memadheh‌ی aصatی barahah ظhahwher ظahvh حیarی زmemی بmemی بmemی بmemی اما به‌شرطی‌هایی که با مواد دیگر ترکیب می‌شوند. پژوهشگران متوجه شدند که واکنش‌هایشان مولکولی مشابه ترکیبی به نام اوروتات است که در سلول‌های زنده تولید می‌شوند. این مولکول یکی از عناصر سازنده‌ی نوکلئیک‌ اسیدهایی مانند DNA و RNA است.

نتایج پژوهش جدید شباهت به واکنش‌هایی که در سلول‌های زنده رخ می‌دهند، می‌دهند. با این نتایج، دیگر لازم نیست ثابت کنیم چرا آلفاکتوسیدها جایگزین آلدهیدها شدند. بدین‌ترتیب، پژوهشگران به فرضیه‌های احتمالی برای ظهور مولکول‌های پربیوتیک رسیدند. قدم بعدی اجرای آزمایش‌های بیشتر با سوپ شیمیایی به دست‌آمده و بررسی ظهور مولکول‌های پربیوتیک دیگر است. این نتایج به بررسی احتمال یا عدم احتمال وقوع سناریوهای مختلف حیات روی زمین کمک می‌کنند.

پژوهشی در مجله Nature Chemistry منتشر شد.

اگر دوست داشتی امتیاز دادن یادت نره!