تمكنت مجموعة من العلماء من إيجاد سلسلة جديدة من التفاعلات الكيميائية التي يمكن أن تكون قد أنتجت اللبنات البيولوجية للأرض ، كل تلك الخلود. قال الكيميائي رامانارايانان كريشنامورثي ، من معهد سكريبس للأبحاث: “لقد طورنا نموذجًا جديدًا لشرح هذا الانتقال من البريبايوتيك إلى الكيمياء الحيوية … ونعتقد أن نوع التفاعلات التي وصفناها من المرجح أن يحدث هذا في بداية الأرض “.
يأخذ العلماء ما يعرفونه عن العمليات البيولوجية الحالية ويحاولون إعادة إنشائها في البيئات المختبرية باستخدام الكيمياء من الأرض المبكرة منذ 3.7 مليار سنة.
تشير الدلائل إلى أن أحد الجزيئات الموجودة كان السيانيد ؛ قاتلة للاستهلاك ، لكنها ربما تكون مفيدة لظهور الحياة على الأرض. تم استكشاف دور السيانيد في العملية من قبل عدد من الفرق حول العالم. في وقت سابق من هذا العام ، أوضح كريشنامورثي وزملاؤه كيف يمكن للسيانيد أن ينتج بسهولة جزيئات عضوية أساسية في درجة حرارة الغرفة ومجموعة واسعة من ظروف الأس الهيدروجيني. ومع إضافة القليل من ثاني أكسيد الكربون ، فإن هذا التفاعل يتسارع حقًا.
دفع هذا الباحثين إلى التساؤل عما إذا كان بإمكانهم تكرار نجاحهم من خلال محاولة إنشاء جزيئات عضوية أكثر تعقيدًا – الأحماض الأمينية التي تشكل جميع البروتينات في الخلايا الحية. اليوم ، سلائف الأحماض الأمينية هي جزيئات تسمى أحماض ألفا كيتو ، والتي تتفاعل مع النيتروجين والإنزيمات لإنتاج الأحماض الأمينية. على الرغم من أن أحماض ألفا كيتو قد تكون موجودة على الأرض في وقت مبكر جدًا ، إلا أن الإنزيمات لم تكن موجودة ، مما دفع العلماء إلى استنتاج أن الأحماض الأمينية يجب أن تكون قد تشكلت بدلاً من ذلك من سلائف تسمى الألدهيدات. يثير هذا مجموعة من الأسئلة الأخرى ، مثل وقت تولي أحماض ألفا كيتو المسؤولية.
اعتقد كريشنامورثي وزملاؤه أنه قد يكون هناك مسار يمكن من خلاله لأحماض ألفا كيتو تصنيع الأحماض الأمينية دون وجود الإنزيمات. لقد بدأوا بأحماض α-keto ، بالطبع ، وإضافة السيانيد ، والتي أظهرت تجاربهم السابقة أنها محرك فعال للتفاعلات الكيميائية التي تنتج جزيئات عضوية.
تمت إضافة الأمونيا ، وهي مركب من النيتروجين والهيدروجين الموجود أيضًا في الأرض المبكرة ، للمساهمة في النيتروجين الضروري. استغرق الأمر القليل من التجربة والخطأ لمعرفة الجزء الأخير ، ولكن تمامًا كما اكتشف الباحثون في عملهم السابق ، وجد ثاني أكسيد الكربون طريقه.
قال كريشنامورثي: “لقد توقعنا أن يكون من الصعب جدًا فهمه ، واتضح أنه أسهل مما كنا نتخيله”. “إذا قمت بخلط حمض الكيتو ، السيانيد ، والأمونيا ، فإنه لا يزال موجودًا. بمجرد إضافة ثاني أكسيد الكربون ، يتم تسريع التفاعل.”
تشير النتائج الإجمالية للفريق إلى أن ثاني أكسيد الكربون كان جزءًا حيويًا من الحياة على الأرض – ولكن فقط عندما يقترن بمكونات أخرى. اكتشف الفريق أيضًا أن الناتج الثانوي لتفاعلاتهم هو جزيء مشابه لمركب ينتج في الخلايا الحية يسمى orotate. إنه أحد اللبنات الأساسية للأحماض النووية ، بما في ذلك DNA و RNA.
نتائج الفريق تشبه إلى حد بعيد التفاعلات التي تحدث في الخلايا الحية اليوم ، مما يعني أن النتيجة تلغي الحاجة إلى تفسير سبب تحول الخلايا من الألدهيدات إلى أحماض ألفا كيتو. لذلك يعتقد الفريق أن اكتشافهم يمثل سيناريو أكثر احتمالا لظهور جزيئات البريبايوتك من فرضية الألدهيد.
الخطوة التالية هي تجربة المزيد من الحساء الكيميائي لمعرفة الجزيئات الأخرى التي قد تظهر. وهذا بدوره سيساعد في إثبات معقولية وعدم معقولية السيناريوهات المختلفة التي تصف البدايات المتواضعة لجميع أشكال الحياة على الأرض.
