سماء الأرض القديمة يمكن أن تكون مفتاح أصل الحياة – دراسة

الأبحاث المنشورة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلومأظهر أن الغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر ربما يكون قد شكل جزيئات رئيسية مرتبطة بالحياة قبل فترة طويلة من وجود الأكسجين على الكوكب. هذه الجزيئات، بما في ذلك الأحماض الأمينية، تتشكل بشكل طبيعي في السماء، مما يتحدى المعتقدات القديمة حول أصول الحياة.

يقدم عمل فريق بحث من جامعة كولورادو بولدر رؤية جديدة للظروف التي ربما ساهمت في ظهور الحياة على الأرض.

ومن الممكن أن تكون جزيئات الكبريت، التي كان يُعتقد في السابق أنها نتيجة للنشاط البيولوجي، قد نشأت في الغلاف الجوي للكوكب قبل وقت طويل من ظهور الحياة.

الكبريت عنصر أساسي في الحياة وهو أحد مكونات الأحماض الأمينية، وهي اللبنات الأساسية للبروتينات. على الرغم من وجود الكبريت في الغلاف الجوي المبكر، إلا أن معظم العلماء يعتقدون أن الجزيئات العضوية التي تحتوي على الكبريت، مثل الأحماض الأمينية، نشأت فقط بعد وجود الكائنات الحية بالفعل.

الجزيئات الحيوية مع الكبريت

تلسكوب فضائي سمي بهذا الاسم. اكتشف جيمس ويب كبريتيد ثنائي الميثيل في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية، وتم اعتباره علامة محتملة على وجود حياة. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث اللاحقة أن هذا العنصر الكيميائي يمكن أن يتواجد بشكل طبيعي في ظروف المختبر، دون مشاركة الحياة. ربما يمكن أن يحدث نفس الشيء مع مركبات الكبريت الأخرى؟

في تجارب جديدة، أعاد العلماء خلق الظروف الجوية للأرض المبكرة باستخدام خليط من الميثان وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين والنيتروجين.

وباستخدام مطياف الكتلة عالي الحساسية، حددوا مجموعة واسعة من الجزيئات الحيوية الكبريتية، بما في ذلك الأحماض الأمينية السيستين والتورين، بالإضافة إلى الإنزيم المساعد M، الذي يلعب دورًا مهمًا في عملية التمثيل الغذائي.

ومن خلال حساب كمية السيستين التي يمكن أن ينتجها الغلاف الجوي، حسب العلماء ذلك في بداية الأرض، كانت كمية هذه المادة كافية لدعم حياة حوالي أوكتيليون خلية. وعلى الرغم من أن هذه الكمية ليست كبيرة بالمعايير الحديثة، إلا أنها قد تكون كافية للنظام البيئي الناشئ.

تبسيط أصل الحياة

ويشير العلماء إلى أن الجزيئات الضرورية يمكن أن تتساقط على سطح الأرض مع المطر، مما يوفر المكونات الكيميائية لنشوء الحياة. على الرغم من أن الحياة ربما تطلبت ظروفًا محددة لنشوئها، ربما تكون جزيئات مثل السيستين قد تم توزيعها بالفعل في الغلاف الجوي، مما يساعد في نشأة الحياة.

وقالت إليانور براون، قائدة الدراسة: “تشير نتائجنا إلى أنه كان من الممكن الوصول إلى الجزيئات المعقدة في ظروف غير متخصصة، الأمر الذي كان من شأنه أن يسهل نشأة الحياة”.