احتمال تکامل زمین قبل از شکل گیری حیات

به گزارش مجله خبری نگار،هرچند که امروز کره زمین مملو از حیات است، اما وقتی ۴ میلیارد سال به عقب برگردید، می‌بینید که سیاره ما غیر قابل سکونت بود، اما ناگهان، شرایط تغییر کرد. به هر حال منشا شیمیایی حیات هنوز مبهم است، اما دانشمندان دانشگاه جان هاپکینز و سایر موسسات ممکن است به درک آن‌ها نزدیک‌تر شده باشند. این تیم بین المللی یک محیط پری بیوتیک مشابه زمین را شبیه سازی کردند تا بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها را بهتر درک کنند. بر اساس این مطالعات، روند طبیعی تکامل ممکن است حتی قبل از پیدایش حیاتی که ما امروز آن را می‌شناسیم، توسعه پیدا کرده باشد.

در حالی که طرح اولیه یک موجود زنده در کد ژنتیکی آن وجود دارد، این پروتئین‌ها هستند که زندگی را ممکن می‌کنند. ژن‌های کد شده در DNA شما به RNA و در ادامه آن RNA به پروتئین تبدیل می‌شود. چه در مورد یک انسان صحبت کنید چه یک ویروس، همه پروتئین‌های روی زمین از ۲۰ اسید آمینه یکسان استفاده می‌کنند. اما چرا این مولکول‌ها (پروتین ها) از صد‌ها مولکول اسید آمینه‌ای که در اطراف شناور بودند، بیرون آمدند؟ این مطالعه برای پاسخ به این سوال، شرایط زمین را در ۴ میلیارد سال پیش بازسازی کرد.

شواهد نشان می‌دهد که در طول یک میلیارد سال اول زمین، ۱۰ اسید آمینه اولیه با استفاده از فضایی متشکل از آمونیاک و دی اکسید کربن، همراه با تشعشعات شدید فرابنفش، گسترش پیدا کردند. سنگ‌های فضایی نیز برخی از ترکیبات ضروری را به سیاره رساندند و اسید‌های آمینه اولیه را به ما دادند. مجموعه ۱۰ تایی دوم بعداً آمد و این همان نقطه‌ای بود که مطالعات بر آن متمرکز شد.

چگونه آمینو اسید‌ها ساختار پروتئین را دیکته می‌کنند
تیم در محیط شبیه سازی شده، حلالیت و ساختار ثانویه اسید‌های آمینه متعدد را ارزیابی کردند. به عبارت دیگر دانشمندان بررسی کردند اسید‌های آمینه چگونه برای تشکیل پروتئین ها، درکنار یکدیگر قرار می‌گیرند. پروتئین‌ها تنها یک رشته از اسید‌های آمینه نیستند؛ آن‌ها با یکدیگر برهم کنش داشته و یک ساختار سه بعدی مشخص با وزن، اتصالات عرضی و اثرات آبگریزی شکل می‌دهند.

این تیم دریافتند که نوعی روند طبیعی تکامل پیش‌بیوتیکی می‌تواند رخ دهد که در آن اسید‌های آمینه‌ای که قابلیت تاشوندگی بهتری دارند، رایج‌تر می‌شوند. استفان فرید، شیمیدان دانشگاه جانز هاپکینز، می‌گوید: تحقیقات ما نشان می‌دهد که طبیعت می‌توانست قبل از تکامل داروینی، بلوک‌های ساختمانی با خواص مفید را انتخاب کند. ما بر اساس مطالعات فضایی می‌دانیم که اسید‌های آمینه در سراسر کائنات رایج هستند.

این تیم حدس می‌زند که انتخاب شیمیایی اسید‌های آمینه تاشو قبل از توسعه حیات پیچیده می‌تواند به این معنی باشد که فرآیند مشابهی در سیارات دیگر اتفاق می‌افتد. شاید، اگر حیات را در جایی خارج از کره زمین بیابیم، ممکن است تفاوت فاحشی با آنچه ما شاهدش هستیم، وجود نداشته باشد. حداقل شواهد نشان می‌دهد که می‌توان آن را با همان بلوک‌های ساختمانی بنیادی ساخت. یافته‌های در دست می‌تواند نقطه شروعی برای مطالعات در این زمینه باشد.