يشير بحث جديد إلى أن اللبنات الأساسية للحياة على الأرض كان من الممكن أن تتشكل بسهولة أكبر في الفضاء

لا يزال أصل الحياة على الأرض غامضًا، لكننا نكشف ببطء عن الخطوات اللازمة والمواد اللازمة. يعتقد العلماء أن الحياة نشأت من حساء بدائي من المواد الكيميائية العضوية والجزيئات الحيوية الموجودة على الأرض المبكرة والتي أدت في النهاية إلى كائنات حية حقيقية.

لقد كان يشتبه منذ فترة طويلة في أن بعض هذه المواد ربما تم تسليمها من الفضاء. والآن دراسة جديدة نشرت داخل التقدم العلميأظهر أن مجموعة خاصة من الجزيئات تسمى الببتيدات يمكن أن تتشكل بسهولة أكبر في ظل ظروف الفضاء مقارنة بتلك الموجودة على الأرض. وهذا يعني أنه من الممكن أن تكون قد وصلت إلى الأرض المبكرة عن طريق النيازك أو المذنبات، وربما تطورت الحياة في مكان آخر.

يتم الحفاظ على وظائف الحياة في خلايانا (وفي جميع الكائنات الحية) بواسطة جزيئات كبيرة ومعقدة قائمة على الكربون (عضوية) تسمى البروتينات. إن كيفية صنع الأنواع المختلفة من البروتينات التي نحتاجها للبقاء على قيد الحياة يتم ترميزها في حمضنا النووي، وهو جزيء عضوي كبير ومعقد.

ومع ذلك، يتم تجميع هذه الجزيئات المعقدة من جزيئات مختلفة أصغر وأبسط مثل الأحماض الأمينية – ما يسمى اللبنات الأساسية للحياة.

يتطلب شرح أصل الحياة فهم كيف وأين تتشكل هذه العناصر الأساسية وتحت أي ظروف تتجمع تلقائيًا في هياكل أكثر تعقيدًا. وأخيرًا، نحتاج إلى فهم التسلسل الهرمي الذي يمكّنها من أن تصبح نظامًا محدودًا ذاتي التكاثر، أي كائنًا حيًا.

تلقي هذه الدراسة الأخيرة الضوء على كيفية تشكل وتجمع بعض هذه العناصر البنائية، وكيف انتهى بها الأمر على الأرض.

خطوات للحياة

الحمض النووي 20 حمض أميني مختلف. مثل الحروف الأبجدية، يتم ترتيبها في مجموعات مختلفة لتشفير الشفرة الوراثية لدينا في البنية الحلزونية المزدوجة للحمض النووي.

الببتيدات هي مجموعات من الأحماض الأمينية في بنية تشبه السلسلة. الببتيدات يتكون من حمضين أمينيين، ولكن يمكن أن يحتوي على ما يصل إلى مئات الأحماض الأمينية.

يعد دمج الأحماض الأمينية في الببتيدات خطوة مهمة لأن الببتيدات توفر وظائف مثل “التحفيز” أو التعزيز، والتي تعتبر مهمة في الحفاظ على الحياة. إنها جزيئات مرشحة يمكن أن تتجمع بشكل أكبر لتشكل إصدارات مبكرة من الأغشية، وتنظم الجزيئات الوظيفية في الهياكل الشبيهة بالخلايا.

ومع ذلك، على الرغم من دورها المهم في أصل الحياة، فإن التكوين التلقائي للببتيدات في ظل الظروف البيئية على الأرض المبكرة لم يكن بهذه البساطة. في الواقع، العلماء وراء الدراسة الحالية أظهرت في وقت سابق تعتبر الظروف الباردة للفضاء في الواقع مواتية جدًا لتكوين الببتيدات.

عند كثافة منخفضة جدًا من الجزيئات وجزيئات الغبار في منطقة من الفضاء تسمى الوسط البينجمي، تلتصق ذرات الكربون المفردة بسطح حبيبات الغبار جنبًا إلى جنب مع جزيئات أول أكسيد الكربون والأمونيا. ثم تتفاعل لتكوين جزيئات تشبه الأحماض الأمينية. عندما تتكاثف السحابة وتبدأ جزيئات الغبار في الالتصاق ببعضها البعض، تتجمع هذه الجزيئات لتشكل الببتيدات.

وفي دراستهم الجديدة، نظر العلماء إلى البيئة الكثيفة للأقراص المغبرة التي سينشأ منها في نهاية المطاف نظام شمسي جديد مع نجم وكواكب. وتتشكل هذه الأقراص عندما تنهار السحب فجأة تحت تأثير قوة الجاذبية. في هذه البيئة، توجد جزيئات الماء بكثرة، مما يشكل الجليد على سطح مجموعات متنامية من الجزيئات التي يمكن أن تمنع التفاعلات التي تشكل الببتيدات.

ومن خلال محاكاة التفاعلات التي قد تحدث في الوسط النجمي في المختبر، أظهرت الدراسة أن تكوين الببتيدات انخفض قليلاً، ولكن لم يتم منعه. وبدلاً من ذلك، عندما تتحد الصخور والغبار لتشكل أجسامًا كبيرة مثل الكويكبات والمذنبات، تسخن هذه الأجسام وتسمح بتشكل السوائل. يؤدي ذلك إلى زيادة تكوين الببتيد في هذه السوائل، وهناك انتقاء طبيعي لمزيد من التفاعلات التي تؤدي إلى جزيئات عضوية أكثر تعقيدًا. من الممكن أن تحدث هذه العمليات أثناء تكوين نظامنا الشمسي.

العديد من العناصر الأساسية للحياة، مثل الأحماض الأمينية والدهون والسكريات، يمكن أن تتشكل في البيئات الفضائية. تم العثور على العديد منها في النيازك.

يعد تكوين الببتيد في الفضاء أكثر كفاءة منه على الأرض، وبما أنها تميل إلى التراكم في المذنبات، فإن تأثيراتها على الأرض المبكرة ربما تكون بمثابة نقطة انطلاق نحو أصل الحياة على الأرض.

ماذا يعني كل هذا بالنسبة لفرص العثور على كائنات فضائية؟ حسنًا، اللبنات الأساسية للحياة متوفرة في جميع أنحاء الكون. ما مدى دقة الظروف التي يجب أن تكون عليها لكي تتجمع ذاتيًا في الكائنات الحية، لا يزال سؤالًا مفتوحًا. وبمجرد أن نعرف ذلك، سيكون لدينا فكرة أفضل عن مدى انتشار الحياة من عدمه.