Η προέλευση της ζωής στη Γη εξακολουθεί να είναι αινιγματική, αλλά σιγά σιγά ξετυλίγουμε τα βήματα που εμπλέκονται και τα απαραίτητα συστατικά. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η ζωή προέκυψε σε μια αρχέγονη σούπα οργανικών χημικών ουσιών και βιομορίων στην πρώιμη Γη, οδηγώντας τελικά σε πραγματικούς οργανισμούς.

Υπήρχε εδώ και πολύ καιρό η υποψία ότι ορισμένα από αυτά τα συστατικά μπορεί να έχουν παραδοθεί από το διάστημα. Τώρα μια νέα μελέτη, δημοσιευτηκε σε Προκαταβολές Επιστήμη, δείχνει ότι μια ειδική ομάδα μορίων, γνωστά ως πεπτίδια, μπορεί να σχηματιστεί πιο εύκολα στις συνθήκες του διαστήματος από εκείνα που βρίσκονται στη Γη. Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσαν να είχαν παραδοθεί στην πρώιμη Γη από μετεωρίτες ή κομήτες - και ότι η ζωή μπορεί να είναι σε θέση να σχηματιστεί και αλλού.

Οι λειτουργίες της ζωής υποστηρίζονται στα κύτταρά μας (και όλων των ζωντανών όντων) από μεγάλα, πολύπλοκα (οργανικά) μόρια που βασίζονται στον άνθρακα και ονομάζονται πρωτεΐνες. Πώς να φτιάξουμε τη μεγάλη ποικιλία πρωτεϊνών που χρειαζόμαστε για να παραμείνουμε ζωντανοί κωδικοποιείται στο DNA μας, το οποίο είναι από μόνο του ένα μεγάλο και πολύπλοκο οργανικό μόριο.

Ωστόσο, αυτά τα πολύπλοκα μόρια συναρμολογούνται από μια ποικιλία μικρών και απλών μορίων όπως τα αμινοξέα—τα λεγόμενα δομικά στοιχεία της ζωής.

Για να εξηγήσουμε την προέλευση της ζωής, πρέπει να καταλάβουμε πώς και πού σχηματίζονται αυτά τα δομικά στοιχεία και υπό ποιες συνθήκες συναρμολογούνται αυθόρμητα σε πιο περίπλοκες δομές. Τέλος, πρέπει να κατανοήσουμε το βήμα που τους δίνει τη δυνατότητα να γίνουν ένα περιορισμένο, αυτοαναπαραγόμενο σύστημα—ένας ζωντανός οργανισμός.

Αυτή η τελευταία μελέτη ρίχνει φως στο πώς μερικά από αυτά τα δομικά στοιχεία μπορεί να έχουν σχηματιστεί και συναρμολογηθεί και πώς κατέληξαν στη Γη.

Βήματα προς τη ζωή

Το DNA αποτελείται από περίπου 20 διαφορετικά αμινοξέα. Όπως τα γράμματα του αλφαβήτου, αυτά είναι διατεταγμένα στη δομή της διπλής έλικας του DNA σε διαφορετικούς συνδυασμούς για την κρυπτογράφηση του γενετικού μας κώδικα.

Τα πεπτίδια είναι επίσης ένα σύνολο αμινοξέων σε δομή που μοιάζει με αλυσίδα. Πεπτίδια μπορεί να αποτελείται από μόλις δύο αμινοξέα, αλλά και να κυμαίνεται σε εκατοντάδες αμινοξέα.

Η συγκέντρωση αμινοξέων σε πεπτίδια είναι ένα σημαντικό βήμα επειδή τα πεπτίδια παρέχουν λειτουργίες όπως η κατάλυση ή η ενίσχυση αντιδράσεων που είναι σημαντικές για τη διατήρηση της ζωής. Είναι επίσης υποψήφια μόρια που θα μπορούσαν να είχαν συναρμολογηθεί περαιτέρω σε πρώιμες εκδόσεις μεμβρανών, περιορίζοντας λειτουργικά μόρια σε κυτταρικές δομές.

Ωστόσο, παρά τον δυνητικά σημαντικό ρόλο τους στην προέλευση της ζωής, δεν ήταν τόσο απλό για τα πεπτίδια να σχηματιστούν αυθόρμητα υπό τις περιβαλλοντικές συνθήκες στην πρώιμη Γη. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες πίσω από την τρέχουσα μελέτη είχαν που εμφανίστηκε προηγουμένως ότι οι ψυχρές συνθήκες του χώρου είναι στην πραγματικότητα πιο ευνοϊκές για το σχηματισμό πεπτιδίων.

Στα πολύ χαμηλής πυκνότητας σύννεφα μορίων και σωματιδίων σκόνης σε ένα μέρος του διαστήματος που ονομάζεται διαστρικό μέσο (βλ. παραπάνω), μεμονωμένα άτομα άνθρακα μπορούν να κολλήσουν στις επιφάνειες των κόκκων σκόνης μαζί με μόρια μονοξειδίου του άνθρακα και αμμωνίας. Αυτοί στη συνέχεια αντιδρούν στο σχηματισμό μόρια που μοιάζουν με αμινοξέα. Όταν ένα τέτοιο σύννεφο γίνεται πιο πυκνό και τα σωματίδια σκόνης αρχίζουν επίσης να κολλάνε μεταξύ τους, αυτά τα μόρια μπορούν να συγκεντρωθούν σε πεπτίδια.

Στη νέα τους μελέτη, οι επιστήμονες εξετάζουν το πυκνό περιβάλλον των σκονισμένων δίσκων, από το οποίο αναδύεται τελικά ένα νέο ηλιακό σύστημα με αστέρι και πλανήτες. Τέτοιοι δίσκοι σχηματίζονται όταν τα σύννεφα καταρρέουν ξαφνικά υπό τη δύναμη της βαρύτητας. Σε αυτό το περιβάλλον, τα μόρια του νερού είναι πολύ πιο διαδεδομένα - σχηματίζοντας πάγο στις επιφάνειες οποιωνδήποτε αναπτυσσόμενων συσσωματωμάτων σωματιδίων που θα μπορούσαν να αναστείλουν τις αντιδράσεις που σχηματίζουν πεπτίδια.

Μιμώντας τις αντιδράσεις που είναι πιθανό να συμβούν στο διαστρικό μέσο στο εργαστήριο, η μελέτη δείχνει ότι, αν και ο σχηματισμός πεπτιδίων είναι ελαφρώς μειωμένος, δεν αποτρέπεται. Αντίθετα, καθώς οι βράχοι και η σκόνη συνδυάζονται για να σχηματίσουν μεγαλύτερα σώματα, όπως αστεροειδείς και κομήτες, αυτά τα σώματα θερμαίνονται και επιτρέπουν τη δημιουργία υγρών. Αυτό ενισχύει τον σχηματισμό πεπτιδίων σε αυτά τα υγρά και υπάρχει μια φυσική επιλογή περαιτέρω αντιδράσεων που καταλήγουν σε ακόμη πιο πολύπλοκα οργανικά μόρια. Αυτές οι διεργασίες θα είχαν συμβεί κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του δικού μας ηλιακού συστήματος.

Πολλά από τα δομικά στοιχεία της ζωής, όπως τα αμινοξέα, τα λιπίδια και τα σάκχαρα μπορεί να σχηματιστεί στο διαστημικό περιβάλλον. Πολλά έχουν εντοπιστεί σε μετεωρίτες.

Επειδή ο σχηματισμός πεπτιδίων είναι πιο αποτελεσματικός στο διάστημα από ό,τι στη Γη, και επειδή μπορούν να συσσωρευτούν σε κομήτες, οι επιπτώσεις τους στην πρώιμη Γη μπορεί να έχουν παραδώσει φορτία που ενίσχυσαν τα βήματα προς την προέλευση της ζωής στη Γη.

Λοιπόν, τι σημαίνουν όλα αυτά για τις πιθανότητές μας να βρούμε εξωγήινη ζωή; Λοιπόν, τα δομικά στοιχεία για τη ζωή είναι διαθέσιμα σε όλο το σύμπαν. Το πόσο συγκεκριμένες πρέπει να είναι οι συνθήκες για να μπορέσουν να αυτοσυναρμολογηθούν σε ζωντανούς οργανισμούς παραμένει ένα ανοιχτό ερώτημα. Μόλις το μάθουμε, θα έχουμε μια καλή ιδέα για το πόσο διαδεδομένη ή όχι μπορεί να είναι η ζωή.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: Αλντεμπαράν Σ / Unsplash

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2024/04/23/the-crucial-building-blocks-of-life-on-earth-form-more-easily-in-outer-space/