على الرغم من أن التفاصيل ضئيلة بشكل مفهوم اليوم، إلا أنه يُعتقد أن الحياة على الأرض قد نشأت من مزيج استثنائي من المركبات العضوية المعروفة باسم الحساء البدائي منذ حوالي 4 مليارات سنة.
كيف وأين تشكلت المواد اللازمة لهذا الدخول البيولوجي البدائي لا يزال مجالًا للنقاش، نظرًا للتسلسل الزمني والظروف السطحية للأرض الوليدة الباردة.
أظهرت الأبحاث الحديثة أن مواد مهمة مثل الأحماض الأمينية والدهون والسكريات يمكن أن تتشكل في أعماق الفضاء. نظرا للأرض في وقت مبكر عبر الشهب والمذنبات.
وفقا لدراسة جديدة أجراها فريق من ألمانيا وفرنسا، فإن هذا السيناريو ليس معقولا فحسب، بل يقدم أيضا تفسيرا لكيفية اكتساب الأرض لبنات بناء معينة، والتي كان من الممكن أن يتشكل بعضها بكفاءة أكبر في الفضاء بين النجوم.
تركز الدراسة بشكل خاص على تكوين سلاسل قصيرة مكونة من 2 إلى 50 حمضًا أمينيًا مرتبطة بروابط كيميائية تسمى الببتيدات أو الروابط الببتيدية.
الببتيدات مهمة للحياة على الأرض. تتكون من تسلسلات فريدة من الأحماض الأمينية، وتقوم بوظائف مختلفة مثل تحفيز سلسلة من العمليات البيولوجية. ويشير الباحثون إلى أن الببتيدات القديمة ربما لعبت دورًا في تكوين السلائف البدائية لأغشية الخلايا.
ويضيف الباحثون أنه على الرغم من أهمية الببتيدات للحياة على الأرض، فإن الكوكب الشاب لا يوفر بيئة مثالية لتكوينها.
ويوضحون أن الماء قد يكون له تأثير مزعج على تكوين الببتيدات من المكونات الكيميائية، وبالتالي يمنع جزءًا من التولد أو ظهور الحياة من مادة غير حية.
هناك مكان مناسب بشكل مدهش لتكوين الببتيد: الوسط بين النجمي، وهو مصطلح يشير إلى المادة النادرة والإشعاع الذي يشغل المساحة الشاسعة بين الأنظمة النجمية.
بقيادة سيرج كراسنوجوتسكي، عالم الفيزياء الفلكية في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك في ألمانيا، قام مؤلفو الدراسة بمحاكاة الظروف الموجودة في الوسط بين النجوم، مما سمح لهم باختبار بعض التفاصيل الأساسية في المختبر حول كيفية انتهاء كوكبنا بالببتيدات.
على سبيل المثال، أكدوا أن تخليق الببتيد يعتمد على ثلاث مواد كيميائية: الكربون، وأول أكسيد الكربون، والأمونيا.
ومع تكاثف هذا النوع من السحابة الجزيئية، تبدأ جزيئات الغبار الموجودة بها في التكاثف، كما لاحظ الباحثون، وتتجمع جزيئات الأمينوكيتين في سلاسل – أي الببتيدات.
يساعد التخثر المستمر لجزيئات الغبار في الفضاء بين النجوم على تحويل سحابة جزيئية رقيقة إلى قرص كوكبي أولي كثيف، وهي حلقة من الحطام حول نجم تشكل في النهاية الكواكب والأقمار والأجرام السماوية الأخرى.
ويقول الباحثون إنه داخل هذه الأقراص المحيطة بالنجم، يتم فصل المذنبات أو الكويكبات عن نجمها بشكل عام، مما يجعلها “أشياء مثيرة للاهتمام للغاية لصنع الببتيدات”. يكتب.
ومع ارتفاع درجة حرارة هذا الجسم بالقرب من النجم، يتم قمع تبخر جزيئاته الداخلية بشكل عام، ولا يمكن أن تتبخر بحرية إلا الجزيئات الموجودة في الطبقة السطحية الرقيقة.
بمجرد أن ترتفع درجة حرارة المادة إلى 176 كلفن، تتحد الأمونيا الموجودة في جليدها الجزيئي مع الماء لتكوين مركب له نقطة انصهار أعلى من مكوناته. ويقول مؤلفو الدراسة إن المحتويات المسالة الموجودة في أعماق المذنب أو الكويكب، دون أن تتبخر على نطاق واسع، “مناسبة بشكل جميل” لتكوين جزيئات الأمينوكيتين. يكتب.
ويشيرون إلى أن الجزيئات الصلبة يمكن أن تتحرك بحرية أكبر في هذه الحالة السائلة، مما يسمح للتركيز العالي لجزيئات الأمونيا بالعمل كمحفزات.
أيضًا، نظرًا لأن الاحترار السريع يمكن أن يعرقل تكوين الروابط الببتيدية، فإن الفترات الزمنية الأطول التي تمر بها هذه الأجرام السماوية لتغيرات في درجات الحرارة من المرجح أن تدعم تخليق الببتيد، مما يوفر مزيدًا من الوقت لحدوث التفاعلات الكيميائية اللازمة.
ربما تكون الببتيدات قد تشكلت بهذه الطريقة مع تشكل نظامنا الشمسي، كما يقترح المؤلفون، وربما وصلت إلى الأرض عندما تعرض الكوكب الشاب لقصف النيازك والمذنبات وغيرها من المواد الحاملة للببتيد.
من شأن وصول الببتيدات أن يوفر عنصرًا مهمًا واحدًا على الأقل للحياة على الأرض، مما يساهم في تطوير الأغشية الأولية، أو سلائف الأغشية التي تعطي الخلايا بنيتها وتربط محتوياتها.
ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث لاستكشاف هذه النتائج ومواصلة سد الفجوات في فهمنا لأصول الحياة، لكن الدراسة تضيف دعمًا كبيرًا لفكرة أن المواد خارج كوكب الأرض ساعدت في تغذية حساء الأرض البدائي، كما يقول المؤلفون.
ونشرت الدراسة في التقدم العلمي.
