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

أعلن علماء في 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 لهذه العصور القديمة على كوكب المريخ اليوم.

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

أوضح بينر أن “أحد المجتمعات يعيد زيارة الأسئلة الكلاسيكية بمخططات كيميائية معقدة تتطلب كيمياء صعبة يقوم بها كيميائيون ماهرون”. “تظهر أعمالهم اليدوية الجميلة في المجلات ذات الأسماء التجارية مثل طبيعة سجية و علوم. “ومع ذلك ، وبسبب تعقيد هذه الكيمياء على وجه التحديد ، لا يمكن 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 بين 100-200 نيوكليوتيد ، تتشكل عندما لا تفعل النوكليوزيد ثلاثي الفوسفات شيئًا أكثر من الترشيح من خلال الزجاج البازلتى.

علق ستيفن موجسيس ، عالم الأرض الذي شارك أيضًا في الدراسة: “كان الزجاج البازلتي في كل مكان على الأرض في ذلك الوقت”. “لعدة مئات من ملايين السنين بعد تشكل القمر ، شكلت التأثيرات المتكررة المقترنة بوفرة البراكين على الكوكب الشاب حممًا بازلتية منصهرة ، مصدر الزجاج البازلت. كما أدت التأثيرات أيضًا إلى تبخير المياه لإعطاء الأرض الجافة ، مما يوفر طبقات المياه الجوفية حيث يمكن أن يتشكل الحمض النووي الريبي. “

أدت نفس التأثيرات أيضًا إلى إنتاج النيكل ، والذي أظهر الفريق أنه يعطي النيوكليوزيد ثلاثي الفوسفات من النيوكليوسيدات والفوسفات المنشط ، الموجود أيضًا في زجاج الحمم البركانية. يتحكم البورات (كما في البوراكس) ، أيضًا من البازلت ، في تكوين تلك ثلاثي الفوسفات.

نفس المؤثرات التي شكلت الزجاج أيضًا قللت بشكل عابر من الغلاف الجوي من خلال قلبها المعدني 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 طور أداة لاكتشاف البوليمرات الجينية الغريبة على المريخ: “جمال هذا النموذج هو بساطته. يمكن اختباره من قبل طلاب المرحلة الثانوية في فصل الكيمياء”. “امزج المكونات ، انتظر لبضعة أيام واكتشف الحمض النووي الريبي.”

تحل نفس الصخور التناقضات الأخرى في صنع الحمض النووي الريبي في مسار ينتقل على طول الطريق من الجزيئات العضوية البسيطة إلى الحمض النووي الريبي الأول. وأضاف بينر: “على سبيل المثال ، يدير بورات تكوين الريبوز ، ‘R’ في الحمض النووي الريبي ”. يبدأ هذا المسار من الكربوهيدرات البسيطة التي “لا” يمكن أن تكون قد تشكلت في الغلاف الجوي فوق الأرض البدائية. تم تثبيتها بواسطة ثاني أكسيد الكبريت البركاني ، ثم تمطر على السطح لتكوين خزانات من المعادن العضوية.

وهكذا ، يُكمل هذا العمل مسارًا ينتج عنه تكوين الحمض النووي الريبي من جزيئات عضوية صغيرة كانت موجودة بشكل شبه مؤكد في بدايات كوكب الأرض. ينتقل نموذج جيولوجي واحد من جزيء كربون واحد وجزيئين لإعطاء جزيئات RNA طويلة بما يكفي لدعم التطور الدارويني.

يحذر بينر من أن “الأسئلة المهمة لا تزال قائمة”. “ما زلنا لا نعرف كيف أصبحت كل لبنات بناء الحمض النووي الريبي (RNA) لها نفس الشكل العام ، وهي علاقة تُعرف باسم homochirality.” وبالمثل ، يمكن أن تكون الروابط بين النيوكليوتيدات متغيرة في المواد المركبة على البازلتية زجاج. استيراد هذا غير معروف.

كوكب المريخ وثيق الصلة بهذا الإعلان لأن نفس المعادن والنظارات والتأثيرات كانت موجودة أيضًا على كوكب المريخ في تلك العصور القديمة. ومع ذلك ، لم يعاني المريخ الانجراف القاري و الصفائح التكتونية التي دفنت معظم الصخور من الأرض منذ أكثر من 4 مليارات سنة. وهكذا ، تبقى الصخور من الوقت المناسب 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 أيضًا أنها ظهرت على سطح المريخ”. وهذا يزيد من أهمية البحث عن الحياة على المريخ بأسرع ما يمكن. ”

مقدمة من مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي