التجربة تعيد بناء مهد الحياة

قد تكون نشأت الحياة الأولى في المخارج الحرارية المائية القلوية في البحار القديمة

ينفث هذا المنفذ الحراري المائي في حقل مدينة المحيط الهادئ المفقود الهيدروجين والميثان بالإضافة إلى المياه الغنية بالمعادن - فقد تكون المنافس المشابهة مهدًا للحياة على الأرض المبكرة. © NOAA Ocean Explorer / URI-ILO، UW، IFE
قراءة بصوت عال

إذا نظرنا إلى الوراء في الحساء البدائي: يمكن أن تنشأ لبنات بناء هامة للحياة الأولى على الأرض في المخارج الحرارية المائية للمحيطات. هذا يُظهر تجربة قام فيها الباحثون بإعادة تكوين هذه المخارج البدائية في المختبر. في وجود بعض معادن الحديد ، تشكلت الأحماض الأمينية والجزيئات الحيوية اللاكتات للحياة الأولى في الماء الدافئ لهذا الحساء البدائي المصغر.

كيف وأين نشأت الحياة الأولى على الأرض؟ هذا السؤال لا يزال غير واضح. وهكذا ، يشك الباحثون في مهد الحياة في حفر الطين أو في برك المياه الساخنة أو في فتحات التهوية الحرارية المائية أو في مسام الحمم البركانية المجمدة من براكين البحر. حتى الجزيئات الحيوية التي كانت اللبنات الأساسية الأولى في الحياة لا تزال محل خلاف. وفقًا لأحد النظريات ، كان الحمض النووي الريبي لا يزال الحمض النووي للخلايا الأولى قبل الحمض النووي ، والذي كان يمكن تشكيل كتل بنائه مع الأحماض الأمينية في البراكين الفرعية ، كما تشير التجارب.

تنفيس الحرارية المائية في شكل مصغرة

قام الباحثون بقيادة لوري بارج من مختبر الدفع النفاث التابع لناسا بإجراء تجربة جديدة للحياة. أرادوا معرفة ما إذا كانت الفتحات الحرارية المائية القلوية مناسبة كمواقع بناء لبنات البناء مثل الأحماض الأمينية. "فهم مقدار الجزيئات الحيوية التي لا يمكن أن تتشكل إلا من المعادن والسلائف العضوية أمر مهم لمعرفة أي نوع من البيئة يمكن أن تكون الحياة" ، ويوضح بارج.

تنفيس أعماق البحر في صورة مصغرة: في التجربة ، يتم إطلاق المعادن المحتوية على الحديد وتشكيل حمض اللبنيك والأحماض الأمينية. ناسا / JPL-Caltech / فلوريس

لتجربتهم ، أعاد الباحثون تهيئة البيئة الكيميائية والكيميائية لأحد هؤلاء المدخنين السود على نطاق مصغر. لهذا السبب ، استخدموا معدن أكسيد الحديد (FeO (OH)) ، والذي يوجد غالبًا على الأرض المبكرة ، في مياه البحر القلوية قليلاً التي يتم تسخينها إلى حوالي 70 درجة مئوية. وأضافوا إلى ذلك المركبات العضوية البيروفات والأمونيا ، والتي يمكن أن تتشكل في ظل هذه الظروف في المخارج الحرارية المائية.

التكوين التلقائي للحمض الأميني واللاكتات

النتيجة: في ظل ظروف نقص الأكسجين في اليورانيوم المحاكي ، تفاعل معدن الحديد المؤكسد جزئيًا مع البيروفات والأمونيا. تلقى البيروفات مجموعة أمين تحتوي على النيتروجين وتم تحويلها إلى ألانين الحمض الأميني. في الوقت نفسه ، تم إنتاج اللاكتات ، ملح حامض اللبنيك أيضًا. كلاهما جزيئات حيوية مهمة للكائنات الحية ، كما أن الأحماض الهيدروكربوكسيلية مثل حمض اللبنيك تعتبر أيضًا سلائفًا لمكونات الحياة المعقدة الأخرى. عرض

"هذا يدل على أن النظم المعدنية للحديد المائي ، والتي تقلل جزئيًا ، مثل تلك التي كانت شائعة في الأرض المبكرة ، قد فضلت تخليق وإثراء الجزيئات العضوية قبل التكوين الحيوي. يمكن "، بارج والدولة فريقها. هناك عامل إيجابي آخر يمكن أن يكون التدرجات الجيوكيميائية في المداخن: الاختلافات الكبيرة في الكيمياء ودرجة الحرارة في مساحة صغيرة توفر الطاقة للتفاعلات الكيميائية وربما تكون قد غذت تكوين جزيئات معقدة بشكل متزايد ،

مساعدة للبحث عن حياة غريبة

وفقًا للباحثين ، توفر تجربتهم مؤشراً آخر على أن الفتحات الحرارية المائية القلوية يمكن أن تكون مهدًا مناسبًا للحياة على الأرض البدائية. في الوقت نفسه ، يمكن أن يكشف هذا أيضًا عن الظروف التي يمكن أن تنشأ فيها الحياة على الأجرام السماوية الأخرى. "لا يزال لدينا أي دليل على وجود حياة غريبة ، ولكن إذا فهمنا الظروف الضرورية لإنشاء الحياة ، فيمكننا حينها تضييق الأماكن ، يقول بارج "أين نبحث عنه".

يمكن أن يكون لمكانين على الأقل في النظام الشمسي بالفعل فتحات تهوية مائية وبالتالي مهدات الحياة المحتملة: يوجد في قمر زحل إنسيلادوس تحت قاعته الجليدية محيط شبه جليدي من المحتمل أن ترتفع فيه المياه القلوية الدافئة من سطح الصخور الساخنة. يمكن أن يحدث شيء مشابه على سطح كوكب المشتري أوروبا - هنا أيضًا يوجد محيط سائل تحت القشرة الجليدية. (وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، 2019 ؛ دوي: 10.1073 / pnas.1812098116)

المصدر: ناسا / مختبر الدفع النفاث

- ناديا بودبريجار