قبل أن تكون هناك حياة كما نعرفها ، كانت هناك جزيئات. لكن مجموعة الخطوات المؤدية إلى هذا التحول ظلت واحدة من الألغاز المحببة للعلم.
يشير بحث جديد إلى أن اللبنات الأساسية للحياة - جزيئات البريبايوتك - قد تتشكل في أجواء الكواكب ، حيث يوفر الغبار منصة آمنة للتشكيل عليها وتفاعلات مختلفة مع البلازما المحيطة توفر طاقة كافية ضرورية لخلق الحياة.
قال الدكتور كريج ستارك ، الأستاذ في جامعة اندروز ، "إذا كان تكوين الحياة مثل أحجية الصور المقطوعة - أحجية كبيرة ومعقدة للغاية ، فأنا أحب أن أتخيل جزيئات البريبايوتك على أنها جزء من قطع الأحجية الفردية". "من خلال تجميع القطع معًا ، يمكنك تكوين هياكل بيولوجية أكثر تعقيدًا مما يجعل الصورة أكثر وضوحًا ويمكن التعرف عليها. وعندما تكون جميع القطع في مكانها ، تكون الصورة الناتجة هي الحياة. "
نعتقد حاليًا أن جزيئات البريبايوتك تتكون على حبيبات جليدية صغيرة في الفضاء بين النجوم. في حين يبدو أن هذا يتناقض مع الاعتقاد المقبول بسهولة أن الحياة في الفضاء مستحيلة ، فإن سطح الحبوب يوفر بالفعل بيئة مضيافة لطيفة للحياة لتكوينها لأنها تحمي الجزيئات من إشعاع الفضاء الضار.
وقال ستارك لمجلة الفضاء: "تتشكل الجزيئات على سطح الغبار من امتزاز الذرات والجزيئات من الغاز المحيط". "إذا توفرت المكونات المناسبة لصنع مركب جزيئي معين ، وكانت الظروف مناسبة ، فأنت في العمل."
من خلال "الشروط" ، يلمح ستارك إلى المكون الثاني الضروري: الطاقة. الجزيئات البسيطة التي تملأ المجرة مستقرة نسبيا. بدون كمية هائلة من الطاقة لن يشكلوا روابط جديدة. كان يعتقد أن الحياة يمكن أن تتشكل في ضربات البرق والانفجارات البركانية لهذا السبب بالذات.
لذا وجه ستارك وزملاؤه أعينهم إلى أجواء الكواكب الخارجية ، حيث ينغمس الغبار في بلازما مليئة بالأيونات الموجبة والإلكترونات السالبة. هنا قد توفر التفاعلات الكهروستاتيكية لجزيئات الغبار مع البلازما الطاقة العالية اللازمة لتشكيل مركبات البريبايوتك.
في البلازما ، ستمتص حبيبات الغبار الإلكترونات الحرة بسرعة ، لتصبح مشحونة سلبًا. وذلك لأن الإلكترونات أخف ، وبالتالي أسرع من الأيونات الموجبة. بمجرد شحن حبيبة الغبار بشكل سلبي ، ستجذب تدفقًا من الأيونات الموجبة ، والتي ستتسارع نحو جزيء الغبار وتصطدم بطاقة أكثر من تلك الموجودة في بيئة محايدة.
من أجل اختبار ذلك ، درس المؤلفون مثالًا على الغلاف الجوي ، والذي سمح لهم بفحص العمليات المختلفة التي قد تحول الغاز المؤين إلى بلازما وكذلك تحديد ما إذا كانت البلازما ستؤدي إلى تفاعلات نشطة كافية.
قال ستارك: "كدليل على المبدأ ، نظرنا إلى تسلسل التفاعلات الكيميائية التي تؤدي إلى تكوين أبسط جليسين الأحماض الأمينية". الأحماض الأمينية هي أمثلة رائعة على جزيئات البريبايوتك لأنها مطلوبة لتكوين البروتينات والببتيدات والإنزيمات.
وأظهرت نماذجهم أن "أيونات البلازما يمكن تسريعها بالفعل إلى طاقات كافية تتجاوز طاقات التنشيط لتشكيل الفورمالديهايد والأمونيا وسيانيد الهيدروجين وفي النهاية جليسين الأحماض الأمينية" ، قال ستارك لمجلة الفضاء. "قد لا يكون هذا ممكنا إذا كانت البلازما غائبة."
أثبت المؤلفون أنه مع درجات حرارة البلازما المتواضعة ، هناك طاقة كافية لتشكيل جزيء جزيئي ما قبل البكتيريا. قد تسمح درجات الحرارة المرتفعة أيضًا بتفاعلات أكثر تعقيدًا ، وبالتالي جزيئات أكثر حيوية معقدة.
أظهر ستارك وزملاؤه مسارًا حيويًا لتكوين جزيء ما قبل البكتيريا ، وبالتالي الحياة ، في ظروف تبدو شائعة. في حين أن أصل الحياة قد يظل أحد الألغاز المحببة للعلم ، فإننا نواصل اكتساب فهم أفضل ، قطعة أحجية واحدة في كل مرة.
تم قبول الورقة للنشر في مجلة Astrobiology وهي متاحة للتنزيل هنا.
