أعلن العلماء عن اختراق في تحديد أصل الحياة على الأرض وربما المريخ

أعلن علماء من مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي اليوم أن الحمض النووي الريبي (RNA) ، وهو نظير للحمض النووي الذي كان على الأرجح أول مادة وراثية للحياة ، يتشكل تلقائيًا على زجاج الحمم البازلتية. كان هذا الزجاج وفيرًا على الأرض منذ 4.35 مليار سنة. تعيش البازلت المماثلة من هذه العصور القديمة على كوكب المريخ اليوم.

“المجتمعات التي تدرس أصول الحياة لقد تباعدنا في السنوات الأخيرة ، “لاحظ ستيفن بينر ، المؤلف المشارك للدراسة المنشورة على الإنترنت في المجلة علم الأحياء الفلكي.

أوضح بينر أن “المجتمع يعيد النظر في الأسئلة الكلاسيكية باستخدام مخططات كيميائية معقدة تتطلب كيمياء صعبة يؤديها كيميائيون ماهرون”. “تظهر براعتهم الجميلة في مراجعات العلامات التجارية مثل الطبيعة و العلم. “ومع ذلك ، وبسبب تعقيد هذه الكيمياء تحديدًا ، لا يمكنها تفسير كيفية نشأة الحياة فعليًا على الأرض.

في المقابل ، تتخذ الدراسة التأسيسية نهجًا أبسط. بقيادة إليسا بيوندي ، أظهرت الدراسة أن جزيئات الحمض النووي الريبي الطويلة ، التي يتراوح طولها من 100 إلى 200 نيوكليوتيد ، تتشكل عندما تتسرب النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات من خلال زجاج البازلت.

أشار ستيفن موجسيس ، عالم الأرض الذي شارك أيضًا في الدراسة ، إلى أن “الزجاج البازلت كان موجودًا في كل مكان على الأرض في ذلك الوقت”. “لعدة مئات الملايين من السنين بعد تكوين القمر ، شكلت التأثيرات المتكررة المقترنة بوفرة البراكين على الكوكب الشاب حممًا من البازلت المنصهر ، مصدر الزجاج البازلت. كما أدت التأثيرات أيضًا إلى تبخير المياه لإعطاء الأرض الجافة ، مما يوفر طبقات المياه الجوفية حيث يمكن لـ RNA تشكلت “.

أنتجت نفس التأثيرات أيضًا النيكل ، والذي يقول الفريق إنه ينتج نيوكليوزيد ثلاثي الفوسفات من النيوكليوسيدات والفوسفات المنشط ، الموجود أيضًا في زجاج الحمم. يتحكم البورات (كما في البوراكس) ، أيضًا من البازلت ، في تكوين هذه ثلاثي الفوسفات.

نفس التأثيرات التي شكلت الزجاج أيضًا قللت من الغلاف الجوي بشكل عابر بنوى معدنية من الحديد والنيكل. قواعد RNA ، التي يتم تخزين تسلسلها المعلومات الجينية، تتشكل في مثل هذه الأجواء. أظهر الفريق سابقًا أن النيوكليوسيدات تتشكل عن طريق تفاعل بسيط بين فوسفات الريبوز وقواعد الحمض النووي الريبي.

قال جان أبشيك ، الذي لم يشارك في هذه الدراسة ولكنه يطور أداة لاكتشاف البوليمرات الجينية خارج كوكب الأرض على المريخ: “جمال هذا النموذج هو بساطته. يمكن اختباره من قبل طلاب المدارس الثانوية في فصل الكيمياء”. “امزج المكونات ، انتظر بضعة أيام واكتشف الحمض النووي الريبي.”

تحل نفس الصخور التناقضات الأخرى عن طريق صنع الحمض النووي الريبي في مسار ينتقل من الجزيئات العضوية البسيطة إلى الحمض النووي الريبي الأول. وأضاف بينر: “على سبيل المثال ، يقود البورات تشكيل الريبوز ، ‘R’ في الحمض النووي الريبي ”. يبدأ هذا المسار من الكربوهيدرات البسيطة التي “لا” يمكن أن تتشكل في الغلاف الجوي فوق الأرض في وقت مبكر. تم تثبيتها بواسطة ثاني أكسيد الكبريت البركاني ثم تمطر على السطح لتكوين خزانات من المعادن العضوية.

وهكذا ، يكمل هذا العمل مسارًا ينتج عنه تكوين الحمض النووي الريبي من جزيئات عضوية صغيرة كانت موجودة بشكل شبه مؤكد على كوكب الأرض في وقت مبكر. يتدرج النمط الجيولوجي الفريد من جزيء إلى جزيئين كربون لإنتاج جزيئات RNA طويلة بما يكفي لدعم التطور الدارويني.

يحذر بينر من أن “الأسئلة المهمة لا تزال قائمة”. “ما زلنا لا نعرف كيف أصبحت جميع اللبنات الأساسية للـ RNA لها نفس الشكل العام ، وهي علاقة تُعرف باسم homochirality.” وبالمثل ، يمكن أن تكون الروابط بين النيوكليوتيدات متغيرة في المادة المركبة على البازلت. زجاج. استيراد هذا غير معروف.

كوكب المريخ وثيق الصلة بهذا الإعلان لأن نفس المعادن والنظارات والتأثيرات كانت موجودة أيضًا على المريخ من هذه العصور القديمة. ومع ذلك ، لم يعاني المريخ الانجراف القاري و الصفائح التكتونية التي دفنت معظم صخور الأرض التي يعود تاريخها إلى أكثر من 4 مليارات سنة. وهكذا ، تبقى صخور من الحقبة ذات الصلة على سطح المريخ. عثرت البعثات الأخيرة إلى المريخ على جميع الصخور اللازمة ، بما في ذلك البورات.

قال بينر: “إذا ظهرت الحياة على الأرض عبر هذا المسار البسيط ، فمن المحتمل أنها ظهرت أيضًا على سطح المريخ”. “وهذا يجعل البحث عن الحياة على المريخ في أسرع وقت ممكن أكثر أهمية.”

مقدمة من مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي