پیش ساز‌های مولکول‌های مورد نیاز برای منشا حیات چگونه ایجاد شده اند؟

به گزارش مجله خبری نگار،تحقیقات قبلی نشان داده است که پیش ساز‌های مولکول‌های آلی شامل هیدروکربن ها، آلدئید‌ها و الکل ها، ممکن است توسط سیارک‌ها و دنباله دار‌ها به زمین منتقل شده یا توسط واکنش‌هایی در جو زمین طی روزگار اولیه شکل گیری اقیانوس‌ها تولید شده باشند. علاوه بر این گفته می‌شود این واکنش‌ها ممکن است توسط انرژی حاصل از رعد و برق، فعالیت‌های آتشفشانی یا موارد مشابه ایجاد شده باشد. با این حال، کمبود داده به این معنی است که مشخص نیست مکانیسم غالبی که این پیش ساز‌ها را تولید کرده است، چیست.

به همین دلیل تیمی از پژوهشگران به سرپرستی الیور تراپ و همکارانش بررسی کردند که آیا ذرات شهاب سنگ یا خاکستر رسوب شده در جزایر آتشفشانی می‌توانند تبدیل دی اکسید کربن اتمسفر را به پیش ساز‌های مولکول‌های آلی در زمین ایجادکنند یا خیر؟ آن‌ها با قرار دادن گاز دی اکسید کربن در یک سیستم گرم و تحت فشار (اتوکلاو) تحت فشار‌های بین ۹ تا ۴۵ بار و دمای بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ درجه، طیفی از شرایط را شبیه سازی کردند که تحقیقات قبلی نشان داده است ممکن است در زمین اولیه وجود داشته باشد. آن‌ها همچنین شرایط آب و هوایی مرطوب و خشک را با افزودن گاز هیدروژن یا آب به سیستم شبیه سازی کردند. در ادامه محققان رسوب شهاب سنگ‌ها یا ذرات خاکستر را در جزایر آتشفشانی شناسایی و با افزودن ترکیب‌های مختلف نمونه‌های خرد شده شهاب سنگ‌های آهنی، شهاب سنگ‌های صخره‌ای یا خاکستر آتشفشانی به سیستم و همچنین مواد معدنی که ممکن است در پوسته زمین اولیه یا شهاب سنگ‌ها و سیارک‌ها وجود داشته باشند، بازسازی کردند.

محققان دریافتند: ذرات غنی از آهن حاصل از برخورد شهاب سنگ‌ها و خاکستر آتشفشانی، روند تبدیل دی اکسید کربن به هیدروکربن‌ها، آلدئید‌ها و الکل‌ها را در طیف وسیعی از شرایط اقلیمی که احتمالاً در اوایل زمین وجود داشته اند، افزایش می‌دهند. آن‌ها مشاهده کردند که آلدئید‌ها و الکل‌ها در دما‌های پایین‌تر و هیدروکربن‌ها در دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد تشکیل می‌شوند.

نویسندگان پیشنهاد می‌کنند که با سرد شدن جو زمین اولیه در طول زمان، ممکن است تولید الکل‌ها و آلدئید‌ها افزایش یافته باشد. این ترکیبات ممکن است در واکنش‌های بعدی که می‌تواند منجر به تشکیل کربوهیدرات ها، لیپید ها، قند ها، اسید‌های آمینه، دی ان‌ای و آر ان‌ای شود، مشارکت کرده باشند. نویسندگان با محاسبه سرعت واکنش‌هایی که مشاهده شد و با استفاده از داده‌های تحقیقات قبلی در مورد شرایط زمین اولیه، تخمین می‌زنند که مکانیسم پیشنهادی آن‌ها می‌توانست تا ۶۰۰ هزار تن پیش ساز‌های آلی در سال در سراسر زمین اولیه سنتز کند.

در خاتمه نویسندگان پیشنهاد می‌کنند: مکانیسم آن‌ها ممکن است به منشأ حیات روی زمین، در ترکیب با واکنش‌های دیگر در جو زمین و اقیانوس‌های اولیه کمک کرده باشد.