۷ نظریه منشأ آغاز حیات روی سیاره زمین

وبسایت تابناک باتو: در ابتدا این سوال مطرح می‌شود که چگونه حیات از primordial soup یا سوپ ماقبل تاریخ (ماده‌ای غنی از عناصر طبیعی که در اقیانوس‌های اولیه وجود دارد و فرضیه‌ای مبنی بر اینکه این مایع منشا‌ حیات است، مطرح شده است) آغاز شده است؟

هفت نظریه منشا آغاز حیات بر روی سیاره زمین+عكس زندگی از ۳ میلیارد سال پیش بر روی زمین آغاز شده است و در طول زمان از ابتدایی‌ترین شکل میکروب‌ها به ترکیبی گیج کننده از پیچیدگی‌ها دست یافته است. اما چگونه حیات موجودات در تنها سیاره قابل سکونت عالم هستی آغاز شده است.

در ابتدا این سوال مطرح می‌شود که چگونه حیات از primordial soup یا سوپ ماقبل تاریخ (ماده‌ای غنی از عناصر طبیعی که در اقیانوس‌های اولیه وجود دارد و فرضیه‌ای مبنی بر اینکه این مایع منشا‌ حیات است، مطرح شده است) آغاز شده است؟

در این مطلب قصد داریم هفت نظریه مربوط به منشا حیات بر روی سیاره زمین را مطرح کنیم.

پان اسپرمیا


شاید حیات از خود سیاره زمین آغاز نشده است و از مکانی دیگر در فضا وارد سیاره زمین شده باشد. این نظریه با نام پان اسپرمیا شناخته می‌شود. برای مثال صخره‌ها به دلیل اثرات کهکشانی به طور منظم از سطح سیاره مریخ محو می‌شوند و تعدادی از شهاب‌ سنگ‌های مریخی نیز بر روی این سیاره یافت شده‌اند که به عقیده دانشمندان حامل میکروب‌هایی از سیاره زمین بوده‌اند؛ بنابراین، تمام ما دارای منشا مریخی هستیم. برخی دیگر از دانشمندان معتقدند ممکن است ستاره‌های دنباله دار از سامانه‌های ستاره‌ای به وجود آورنده حیات بر روی سیاره زمین باشند.

آعاز کنندگان ساده


این احتمال وجود دارد به جای اینکه حیات از مولکول‌های پیچیده همچون RNA آغاز شده باشد، با مولوکل‌های کوچکتری که در چرخه واکنش‌ها با یکدیگر تعامل داشته‌اند و در محفظه‌هایی شبیه به غشای سلولی قرار داشته‌اند، آغاز شده باشد و مولکول‌های پیچیده‌ای که نسبت به مولکول‌های کوچک‌تر در واکنش‌ها عملکرد بهتری داشتند، در طول زمان تکامل یافته‌اند. سناریوهای مربوط به این موضوع مدل‌های "Simple Beginnings" (دگرگونی در ابتدا) نامیده شده است که با نظریه مدل (gene-first) مربوط به دنیای RNA در تضاد است.

دنیای RNA


امروزه برای تشکیل DNA پروتئین مورد نیاز است و تشکیل پروتئین هم نیازمند DNA است. حال این سوال مطرح می‌شود که چگونه این دو می‌توانند بدون نیاز به یکدیگر تشکیل شوند؟ پاسخ ممکن است RNA باشد که می‌تواند همانند DNA اطلاعات را ذخیره کند و به عنوان آنزیمی همانند پروتئین به کار گرفته شود و می‌تواند به ایجاد پروتئین و DNA کمک کند.

بعدها DNA به کمک پروتئین موفق به ایجاد دنیای RNA شد، زیرا RNA‌ها کارآمدتر هستند. RNA هنوز هم در ساختار موجودات قرار دارد و چندین نقش را در بدن موجودات به عهده دارد. هنوز هم این سوال باقی می‌ماند که چگونه RNA هنوز در جایگاه اول باقی مانده است. با وجود اینکه برخی از دانشمندان معتقدند که این ملکول‌ها می‌توانسته‌اند به صورت غیر ارادی در زمین رشد کنند، برخی دیگر معتقدند که بعید است چنین اتفاقی رخ داده باشد.

وجود اسید نوکلئیک‌های دیگر به غیر از RNA همانند PNA و TNA کشف شده است که ساختار آن‌ها هنوز به عنوان رازی سر به مهر باقی مانده‌ است.

آغازی سرد


ممکن است در ۳ میلیارد سال پیش یخ سراسر زمین را پوشانده باشد و نور خورشید به اندازه یک سوم زمان کنونی بوده باشد. ممکن است عمق این لایه‌ها چند ده متر بوده باشد و همین لایه‌های متشکل از یخ باعث محافظت عناصر طبیعی از اشعه فرابنفش و تخریب ناشی از تاثیرات کیهانی شده باشند. ممکن است این لایه‌ها موجب شده باشند تا این مولکول‌ها مدت زمان بیشتری به بقای خود ادامه دهند و امکان ایجاد واکنش‌های کلیدی را فراهم کنند.

منفذ‌های اعماق دریا


نظریه منفذ‌های اعماق دریا این موضوع را مطرح می‌کند که ممکن است حیات از منفذهای گرمابی که در اعماق دریا و اقیانوس‌ها وجود دارند، آغاز شده باشد که ملوکول‌های اصلی غنی از هیدروژن را در آب رها می‌سازند. برآمدگی‌های صخره‌ای آن‌ها منبعی برای تجمع ملکول‌ها در کنار یکدیگر و ایجاد شتاب دهنده‌های معمولی برای واکنش‌های معمولی است.

حتی در زمان کنونی هم این منافذ از نظر شیمیایی و انرژی‌های گرمایی غنی هستند و اکوسیستم پویای خود را حفظ می‌کنند.

خاک جامعه (community clay)


ممکن است نخستین ملوکول‌های حیات در خاک جامعه به وجود آمده باشند. طبق نظریه‌ای که توسط آلی الکساندر گراهام اسمیت کنز، شیمیدانی از دانشگاه گلاسگو واقع در اسکاتلند مطرح شده است، این سطوح نه تنها عناصر طبیعی را در کنار هم گردآوری کرده‌اند، بلکه آن‌ها را در الگوهایی سازماندهی کرده‌اند که شباهت بسیاری به ژن‌های ما دارند.

نقش اصلی DNA ذخیره اطلاعات مربوط به چگونگی سازماندهی ملکول‌ها است. توالی ژنتیک در DNA اساسا دستورالعمل دقیقی برای چگونگی سازماندهی آمینو اسید‌ها در پروتئین‌ها است. اسمیت کنز این موضوع را مطرح می‌کند که کریستال‌های معدنی موجود در خاک رس می‌توانستند ملکول‌های طبیعی را در الگوهای سازمان یافته سازماندهی کنند و بعد از مدت کوتاهی ملکول‌ها کار خود را آغاز می‌کنند و خودشان را سازماندهی می‌کنند.

رعد و برق


رعد و برق می‌تواند به کمک جوّی سرشار از آب، متان، آمونیاک و هیدروژن، امینو اسید‌ها و مواد قندی را تولید کند. آزمایش معروف میلِر یوری که در سال ۱۹۵۳ انجام شد، نیز این موضوع را نشان داد. میلر یوری با انجام این آزمایش این موضوع را مطرح کرد که ممکن است رعد و برق هم به ایجاد عناصر اصلی حیات در زمان پیدایش سیاره زمین کمک کرده باشد. ممکن است در طول میلیون‌ها سال مولکول‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تری به وجود آمده باشند.

اگر چه تحقیقات از آن زمان ثابت کرده‌اند که جو زمین در زمان آغاز پیدایش آن از میزان بسیار کمی هیدروژن برخوردار بوده است. دانشمندان معتقدند ممکن است ابرهای آتشفشانی موجود در جو اولیه سیاره زمین دربردارنده متان، آمونیاک و هیدروژن بوده باشند و با رعد و برق هم بارور شده باشند.