گام‌های اولیه برای رمزگشایی ِ منشاء حیات

MacTavish · 19/10/19

بیگ بنگ: بر اساس یافته‌های تیمی از دانشمندان، پیش ماده‌های بالقوه حیات در زمین از چند نوع ترکیبات پیچیده شکل گرفته‌اند. این ایده میتواند به توسعه اجزای لازم برای ایجاد ِ مولکول‌های ژنتیکی که نشانه‌هایی از منشاء حیات در زمین دارند، کمک کند.

به گزارش بیگ بنگ، مولکول‌های ژنتیکی قابلیت ِ ذخیره‌سازی و تکرار اطلاعات را دارند و شاید برای منشاء حیات ضروری و لازم باشند، ولی هنوز مشخص نیست که این مولکول‌ها چگونه از محیط‌های شیمیایی پیچیده پدیدار شدند؛ محیط‌هایی که در اوایل عمر زمین وجود داشتند. یافته‌های جدید نشان میدهد که شاید باید چرخه‌های نیتروژنی را مورد بررسی قرار داد؛ مولکول‌هایی که انتظار می رود در زمین ِ جوان و سایر مکان‌های سامانه خورشیدی ما مشترک بوده باشند. انواع متعددی از چرخه‌های ناهمگن (Heterocycles) بعنوان نوکلئوباز یا زیرواحدهایی از DNA یا RNA عمل می کنند.

«کریستوفر هائوس» استاد علوم زمین‌شناسی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا اظهار کرد: «یکی از چالش‌های مطالعه منشاء حیات رمزگشایی از این مسئله است که چه واکنش‌های نقش کلیدی داشتند. ما در این مقاله پژوهشی به شناسایی مراحلی پرداختیم که این مولکول‌ها میتوانند آنها را احتمالا در پیش گرفته‌اند.»

تیمی از محققان دریافتند که چرخه‌های ناهمگن نیتروژن شاید بعنوان اجزای مهم ایفای نقش کرده‌اند. محققان در یک سری آزمایش به این ایده رسیدند. در این آزمایش‌ها بود که ترکیبات شیمیایی پیچیده‌ای به وجود آمد و انتظار می رود اینها همان ترکیباتی باشند که در زمان برخورد صاعقه به اتمسفر زمین اولیه شکل گرفتند. حتی زمانیکه ترکیب اتمسفری در مطالعه تغییر پیدا کرد، چرخه‌های ناهمگن مختلف توانستند پیش ماده‌های ژنتیکی مشابهی را تولید کنند.

آقای هائوس که در مرکز تحقیقات اختربیولوژی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و کنسرسیوم فضای پنسیلوانیا در ناسا مشغول به فعالیت است، گفت: «نکته شگفت‌آور این بود که مولکول‌های حلقه‌ای بسیار زیاد و مختلفی وجود داشتند که خاصیت واکنشگری از خود نشان دادند. علاوه بر این، صرف‌نظر از اینکه ما از چه اتمسفر شبیه‌سازی شده‌ای استفاده کردیم، آن مولکول‌ها گام بعدی یکسانی پدید آوردند.»

نتایجی که محققان بدست آوردند از این فرضیه پشتیبانی می کند که ساختارهای ژنتیکی ساده‌تری میتوانند بر تشکیل DNA و RNA تاثیر بگذارند و اینکه احتمال دارد واکنش‌های مشابهی در مکان‌های دیگر ِ سامانه خورشیدی ما به وقوع پیوسته باشند. بر خلاف مطالعات قبلی که واکنش‌های مشابه را در شرایط ایزوله بررسی کرده‌اند، تیم محققان از ترکیبات آلی پیچیده‌ای استفاده کردند که خاصیت‌های شیمیایی زمینِ اولیه را به شیوه بهتری شبیه‌سازی می کند؛ فارغ از اینکه آیا واکنش‌های یاد شده گامی سازنده برای حیات هستند یا به بن بست ختم می شوند.

در این مطالعه، چرخه‌های ناهمگن در ترکیبات پیچیده به واکنش پرداختند تا زنجیرهای فرعی واکنشگری را پدید بیاورند؛ ساختارهایی که این چرخه‌ها را به یکدیگر مربوط میسازد و شکل‌گیری مولکول‌های پیچیده‌تر را سهولت می بخشد. این چرخه‌های ناهمگن ِ اصلاح شده میتوانند به عنوان واحدی از پپتید اسید نوکلئیک(PNA) عمل نمایند وقتی میگوییم این چرخه‌ها فورا در شرایط اتمسفری مختلف به وجود آمدند، از این فرضیه پشتیبانی می شود که می گوید پپتید اسید نوکلئیک در زمین اولیه شکل گرفت.

«لارا رودریگز» یکی از نویسندگان مقاله و محقق در دانشگاه پنسیلوانیا گفت: «عناصر آلی که با چرخه‌های ناهمگن به واکنش پرداخته و این زنجیرهای فرعی را به وجود آورده‌اند، در فضای میان ستاره‌ای، دنباله‌دارها و حتی اتمسفر تیتان پیدا شده‌اند. و چون که این واکنش‌ها تحت انواع مختلفی از شرایط از قدرت بالایی برخوردار بودند، میتوان گفت که شاید نتایج ما بتواند تشکیل پپتید اسید نوکلئیک در سیاره‌ها و اجرام دیگر را نیز توضیح بدهد.»