به گزارش همشهری آنلاین و به نقل از ساینس الرت، چگونگی پدید آمدن حیات بر روی زمین از مجموعه‌ای از مولکول‌های غیر زنده، رازی است که هنوز به درستی بر ما روشن نشده است. آزمایش‌های متعدد می‌توانند به ما نشان دهند که چطور رویدادهای کلیدی، در به وجود آمدن حیات موثر بوده‌اند، اما هر گامی رو به جلو، با بن‌بست‌های گیج‌کننده‌ای هم همراه است.
به عنوان مثال، آب از همان ابتدا جزئی ضروری برای خلق حیات در نظر گرفته می‌شد، با این حال، روند رشد برخی از مهم‌ترین اجزای حیات، به شکل غافلگیرکننده‌ای بی‌نیاز و حتی بیزار از آب است.
جان یین، مهندس بیوشیمی دانشگاه ویسکانسین - مدیسن می‌گوید: «ما می‌دانیم که آمینواسیدها بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها و پروتئین‌ها نیز برای حیات ضروری هستند. در شیمی پری‌بیوتیک (prebiotic)، مدت‌هاست این سوال مطرح است که چگونه می‌توانیم این چیزها را به شکل پیوندها و رشته‌هایی دربیاوریم که در نهایت به خلق یک سلول زنده منجر شود. سوال دشواری است، چرا که شیمی خاصی در آن وجود دارد که وجود آب آن را از بین می‌برد.»
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 واکنش‌های پایدار و خودتکثیرشونده داشته باشد، دشوار می‌کند.
بنابراین، در دانشگاه ویسکانسین - مدیسون، مطالعه‌ای روی یک محیط شبیه‌سازی‌شده در حال تغییر انجام شد. محیطی که بین شرایط مرطوب و خشک تغییر می‌کرد، چیزی که به سادگی در طبیعت با چرخه‌های جزر و مد و روز و شب و همچنین تغییر آب و هوا تکرار می‌شود.
تیم تحقیقات مجموعه‌ای از اسیدهای آمینه را ترکیب کرد که تولید طبیعی آنها بسیار آسان است. ساختارهای به دست آمده به‌عنوان بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها (واحدهایی که می‌توانند کار مکانیکی فرآیندهای زنده را انجام دهند) می‌توانستند شبیه به چیزی باشند که در شکل‌های اولیه حیات وجود داشت.
اتصال آن واحدها به زنجیره‌های طولانی‌تر برای تیم تحقیقاتی چالش بزرگی بود. در این مورد، محققان از اسید آمینه گلیسین استفاده کردند. سپس تری‌متافسفات را به سوپ خود اضافه کردند؛ مولکولی که به طور طبیعی در آتشفشان‌ها تولید می‌شود. 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 پروتون‌هایی را آزاد می‌کند که به نوبه خود PH مورد نیاز برای دایمر شدن را خنثی و به طور کل فرآیند را متوقف می‌کند.
همانطور که در تحقیقات قبلی مشخص شد، با خنثی‌تر شدن PH محلول، دایمرها به آرامی شروع به پیوند با یکدیگر به شکل زنجیره‌های کمی طولانی‌تر کردند. با این حال، با خشک شدن محلول، سرعت واکنش افزایش یافت و این احتمالا به این دلیل است که غلظت مولکول‌ها باعث شد به هم نزدیکتر شوند.
در این تحقیق روشن شد که چرخه‌ای از انتقال بین شرایط مرطوب و خشک می واند مولکول را به پروتئین‌های پیچیده‌تر تبدیل کند، که برخی از آنها ممکن است سایر واکنش‌های شیمیایی دخیل در شکل‌گیری حیات را تحریک کنند.
بیشتر بخوانید:
این واقعیت که این مکانیسم‌های واکنشی برای سال‌های متمادی شناخته شده‌اند و درک محدودی از ارتباط بین آنها وجود داشته است، نشان می‌دهد که ممکن است ارزش آن را داشته باشد که به اثرات واکنش‌های پری‌بیوتیک در محیط‌های متفاوت توجه بیشتری شود.
این اولین سر نخ بشر نیست که نشان می‌دهد منشاء حیات احتمالا در مرز رطوبت و خشکی رخ داده است. هنوز راه درازی برای درک همه چیز در پیش است، اما درک فرآیندهای پیش از شکل‌گیری حیات نیز می‌تواند دری را برای فناوری‌های جدید و قوی‌تر در علم شیمی باز کند.
تحقیق اخیر در «Origins of Life and Evolution of Biospheres» منتشر شده است.
نظر شما