نتیجه عجیب تحقیقات درباره نقش بی آبی در شکل گیری حیات بر روی زمین - وبلاگ شخصی من

به گزارش وبلاگ شخصی من، تحقیقات نشان می دهد که وجود دوره های خشک روی زمین، برای شکل گیری حیات ضروری بوده است.

به گزارش وبلاگ شخصی من و به نقل از ساینس الرت، چگونگی پدید آمدن حیات بر روی زمین از مجموعه ای از مولکول های غیر زنده، رازی است که هنوز به درستی بر ما روشن نشده است. آزمایش های متعدد می توانند به ما نشان دهند که چطور رویدادهای کلیدی، در به وجود آمدن حیات موثر بوده اند، اما هر گامی رو به جلو، با بن بست های گیج نماینده ای هم همراه است.

به عنوان مثال، آب از همان ابتدا جزئی ضروری برای خلق حیات در نظر گرفته می شد، با این حال، روند رشد بعضی از مهم ترین اجزای حیات، به شکل غافلگیرنماینده ای بی احتیاج و حتی بیزار از آب است.

جان یین، مهندس بیوشیمی دانشگاه ویسکانسین - مدیسن می گوید: ما می دانیم که آمینواسیدها بلوک های سازنده پروتئین ها و پروتئین ها نیز برای حیات ضروری هستند. در شیمی پری بیوتیک (prebiotic)، مدت هاست این سوال مطرح است که چگونه می توانیم این چیزها را به شکل پیوندها و رشته هایی دربیاوریم که در نهایت به خلق یک سلول زنده منجر گردد. سوال سختی است، چرا که شیمی خاصی در آن وجود دارد که وجود آب آن را از بین می برد.

تئوری رایج از زمان چارلز داروین این است که زندگی از یک سوپ بنیادین کاملا مرطوب پدید آمده است و تطبیق نقش دقیقی که آب ممکن است در منشا اولین واکنش های پایدار و خودتکثیرشونده داشته باشد، سخت می نماید.

بنابراین، در دانشگاه ویسکانسین - مدیسون، مطالعه ای روی یک محیط شبیه سازی شده در حال تغییر انجام شد. محیطی که بین شرایط مرطوب و خشک تغییر می کرد، چیزی که به سادگی در طبیعت با چرخه های جزر و مد و روز و شب و بعلاوه تغییر آب و هوا تکرار می گردد.

تیم تحقیقات مجموعه ای از اسیدهای آمینه را ترکیب کرد که فراوری طبیعی آنها بسیار آسان است. ساختارهای به دست آمده به عنوان بلوک های سازنده پروتئین ها (واحدهایی که می توانند کار مکانیکی فرآیندهای زنده را انجام دهند) می توانستند شبیه به چیزی باشند که در شکل های اولیه حیات وجود داشت.

اتصال آن واحدها به زنجیره های طولانی تر برای تیم تحقیقاتی چالش بزرگی بود. در این مورد، محققان از اسید آمینه گلیسین استفاده کردند. سپس تری متافسفات را به سوپ خود اضافه کردند؛ مولکولی که به طور طبیعی در آتشفشان ها فراوری می گردد. در نهایت، به این سوپ هیدروکسید سدیم (NaOH) به عنوان چاشنی اضافه شد تا PH آن افزایش یابد.

در طول اولین ساعت آزمایش، گلیسین با هم جفت شد و یک مولکول دو واحدی به نام دایمر را ساخت. این واکنش پروتون هایی را آزاد می نماید که به نوبه خود PH مورد احتیاج برای دایمر شدن را خنثی و به طور کل فرآیند را متوقف می نماید.

همانطور که در تحقیقات قبلی معین شد، با خنثی تر شدن PH محلول، دایمرها به آرامی آغاز به پیوند با یکدیگر به شکل زنجیره های کمی طولانی تر کردند. با این حال، با خشک شدن محلول، سرعت واکنش افزایش یافت و این احتمالا به این علت است که غلظت مولکول ها باعث شد به هم نزدیکتر شوند.

در این تحقیق روشن شد که چرخه ای از انتقال بین شرایط مرطوب و خشک می واند مولکول را به پروتئین های پیچیده تر تبدیل کند، که بعضی از آنها ممکن است سایر واکنش های شیمیایی دخیل در شکل گیری حیات را تحریک نمایند.

بیشتر بخوانید:

• اقیانوس بزرگ مریخ واقعیت دارد؟ | رقابت سیاره سرخ و زمین بر سر پذیرایی از حیات

این واقعیت که این مکانیسم های واکنشی برای سال های متمادی شناخته شده اند و درک محدودی از ارتباط بین آنها وجود داشته است، نشان می دهد که ممکن است ارزش آن را داشته باشد که به اثرات واکنش های پری بیوتیک در محیط های متفاوت توجه بیشتری گردد.

این اولین سر نخ بشر نیست که نشان می دهد منشاء حیات احتمالا در مرز رطوبت و خشکی اتفاق افتاده است. هنوز راه درازی برای درک همه چیز در پیش است، اما درک فرآیندهای پیش از شکل گیری حیات نیز می تواند دری را برای فناوری های نو و قوی تر در علم شیمی باز کند.

تحقیق اخیر در Origins of Life and Evolution of Biospheres منتشر شده است.