خشکسالی های مکرر برای حیات ضروری هستند

به گزارش سیناپرس، چگونگی پدید آمدن حیات بر روی زمین از مجموعه ‌ای از مولکول‌های غیر زنده، یک راز پیچیده است اما محققان معتقدند که آزمایش ‌ها می ‌توانند نشان دهند که چگونه گام‌های کلیدی در جهت تداوم حیات ممکن است برداشته شده اند.

به عنوان مثال، آب از همان ابتدا جزء ضروری زندگی به نظر می رسد. با این حال، روند رشد برخی از حیاتی ترین اجزای زندگی، در آب شکل نمی گیرد. جان یین (John Yin) مهندس بیوشیمی دانشگاه ویسکانسین-مدیسون می گوید: ما می دانیم که آمینو اسیدها بلوک های سازنده پروتئین ها هستند و پروتئین ها برای زندگی ضروری اند. در شیمی پری بیوتیک، مدتهاست که این سوال مطرح بوده است که چگونه می توانیم این پروتئین ها را به شکل پیوندها و رشته هایی در آب داشته باشیم به طوریکه منجر به سلول زنده شوند.

تئوری رایج از زمان چارلز داروین این است که حیات از یک محیط کاملاً مرطوب پدید آمده و تطبیق نقش دقیقی که آب ممکن است در منشأ اولین واکنش‌های پایدار و خودتکثیر شونده داشته باشد را دشوار می‌ کند. بنابراین، محققان مطالعه ‌ای را بر روی یک محیط شبیه ‌سازی شده انجام داد. این محیط بین شرایط مرطوب و خشک که به راحتی در طبیعت با چرخه‌ های جزر و مد و همچنین تغییر آب و هوا تکرار می ‌شود، متغیر است.

در ادامه تیم پژوهشی هیلی بویگنزان (Hayley Boigenzahn) مجموعه ‌ای از اسیدهای آمینه را ترکیب کرد که تولید طبیعی آنها بسیار آسان است. به‌عنوان بلوک ‌های سازنده پروتئین‌ها، ساختارهای به ‌دست ‌آمده شرط مناسبی برای ایفای نقش اصلی در اشکال اولیه زیست ‌شناسی هستند. متأسفانه، اتصال آن واحدها به زنجیره های طولانی تر چیزی شبیه به یک چالش است. در این مورد، محققان از اسید آمینه گلیسین استفاده کردند. سپس تری متافسفات را به محلول خود اضافه کردند که مولکولی است که به طور طبیعی در آتشفشان ها تولید می شود. در نهایت، این محلول با هیدروکسید سدیم (NaOH) ترکیب شد تا PH آن افزایش یابد.

همانطور که در تحقیقات 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، احتمالاً به دلیل غلظت مولکول‌ها که به هم نزدیک‌تر شدند.

بویگنزان در این باره می گوید: آنچه ما در اینجا نشان دادیم این است که لزوماً نباید در تمام واکنش‌ها محیط یکسانی وجود داشته باشد. حیات می تواند در محیط های مختلف رخ دهد، مشروط بر اینکه واکنش هایی که در حال رخ دادن هستند به ایجاد محیطی مفید برای مراحل بعدی کمک کنند.

چرخه ای از انتقال بین شرایط مرطوب و خشک می تواند مولکول را به پروتئین های پیچیده تر تبدیل کند که برخی از آنها ممکن است سایر واکنش های شیمیایی دخیل در زندگی را تحریک کنند. به گفته بویگنزان، این واقعیت که این مکانیسم‌ های واکنشی برای سال ‌های متمادی شناخته شده ‌اند و درک محدودی از ارتباط بین آنها وجود داشته، نشان می ‌دهد که مهم است که بر شرایط محیطی نیز توجه بیشتری شود.

به گزارش سیناپرس، یین در انتها افزود: هنوز راه درازی برای درک همه جزییات این تغییرات در پیش است، اما درک فرآیندهای پشت سر ایجاد حیات نیز می ‌تواند دری را برای بروز فناوری‌ های جدید و قوی‌تر مبتنی بر شیمی باز کند.

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

مترجم:مهدی فلاحی پناه

No tags for this post.