آیا می‌توان جرقه حیات اولیه زمین را بازسازی کرد؟ | بهمن 1401
روزنه‌های مرکزی مجراهای گرمابی هم نقشی حیاتی را در کاتالیز واکنش بین هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید ایفا می‌کنند. ساختار این مجراها به سلول شباهت دارد و دارای غشایی حاوی مواد معدنی سولفور آهن هستند. بخش خارجی حفره دارای بار مثبت نسبت به بخش داخلی است که به آن گرادیان پروتونی می‌گویند و دقیقا مشابه این فرآیند در سلول‌ها رخ می‌دهد.
ساختارهای سلول‌مانند، مانع بین واکنش هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید را از بین بردند. هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید هر دو گازهای نسبتا پایداری هستند و به‌راحتی با یکدیگر واکنش نمی‌دهند، اما ترکیب مواد معدنی آهن سولفور و گرادیان‌های پروتونی به واکنش‌پذیری آن‌ها انجامیدند.
پژوهشگرها در دهه‌ی گذشته، ثابت کردند مواد شیمیایی پربیوتیک می‌توانند تحت شرایط گرمابی شکل بگیرند. در سال ۲۰۱۹، لین و تیم او در UCL در ساخت نمونه‌های ساده‌ای از سلول‌های اولیه در محیطی مشابه با مجراهای گرمابی به موفقیت رسیدند.
برخوردهای شهابی
بر اساس نظریه‌ای دیگر، سقوط شهاب‌سنگ‌ها احتمالا جرقه‌ی لازم برای شکل‌گیری ترکیب‌های زیستی اولیه را فراهم کرده است. شهاب‌سنگ‌ها حاوی سطح بالایی از فلزهایی مثل آهن، نیکل، کبالت و اورانیوم هستند که معمولا به عنوان کاتالیزور در زمین به کار می‌روند. وقتی یک شهاب‌سنگ وارد جو زمین شود، حرارتش بالا می‌رود و مواد فلزی‌اش اکسید می‌شوند.
پژوهشگرها در یک آزمایش، ذرات آهن را از شهاب‌سنگ‌ها و خاکستر آتشفشانی برداشتند و آن‌ها را با مواد معدنی که تصور می‌شود در زمین آغازین وجود داشتند ترکیب کردند. این مواد معدنی مانند نوعی ساختار پشتیبان عمل می‌کنند که ذرات آهن به آن‌ها می‌چسبند.
آزمایش یادشده نتیجه‌بخش بود. ترکیب‌های زیستی مثل الکل، استالدهید و فرمالدهید شکل گرفتند. استالدهید و فرمالدهید از اجزای سازنده‌ی بسیاری از مولکول‌های مهم حیات مثل اسیدهای چرب، بازهای نوکلئیدی، قندها و آمینواسیدها به شمار می‌روند.
علاوه بر این، پژوهشگرها نشان دادند که هنگام ترکیب الدهیدها با دیگر موادشیمیایی موجود در جو آغازین زمین مثل سیانید، آمونیاک و گاز هیدروژن سولفید، اتفاق بسیار جالبی رخ می‌دهد. در واقع آن‌ها توانستند، مولکول‌های زیستی را تولید کنند که به‌صورت مستقیم ساختار خود را تغییر می‌دهند و کاتالیزی برای تولید دیگر مولکول‌های مشابه هستند.