دانشمندان منشاء حیات در اعماق دریا را بازسازی کردند

1
1932

بیگ بنگ: بیش از ۴ میلیارد سال پیش، وقتی زمینِ متلاطم سال‌های آغازین حیاتش را سپری می کرد، اثر عجیبی از حیات پدیدار گشت. از کمّ و کیف این اتفاق اطلاع چندانی نداریم، اما شواهد گویای آن است که این اتفاق در اعماق دریا جایی به دور از دسترس پرتوهای خورشید به وقوع پیوست.

Champagne vent white smokersبه گزارش بیگ بنگ، اگر دلیل و چگونگی پیدایش این جرقه یا اثر را بفهمیم، میتوان به سرنخ‌هایی دربارۀ یافتن حیات در سیاره‌های بیگانه دست پیدا کرد. حالا اخترزیست‌شناسان ناسا شرایط زیر دریا که به آن جرقه ختم شد، را بازسازی کردند. در یکی از فرضیه‌های منشاء حیات، ویژگی‌های اعماق دریا مثل گودال‌های موجود در کف اقیانوس‌ها مطرح می شود؛ در این راستا، غالبا فعالیت آتشفشانی هم مورد توجه قرار می گیرد.

در دوران نخست عمر زمین، زمانی که این سیاره در معرض ِ شدید پرتوهای فرابنفش مرگبارِ ناشی از خورشید قرار داشت، حیات احتمالا در اقیانوس پدید آمد؛ جایی که پرتوها توان نفوذ به درونش را نداشتند. در اطراف دریچه‌های آبگرمایی، موجودات به فتوسنتز نیاز ندارند؛ فرایندی که برای اکثر موجودات زنده به امری حیات بدل شده است. در عوض، آنها در اعماق اقیانوس، به شیمی سنتز متکی هستند. باکتری‌های پیرامون دریچه‌های آبگرمایی از انرژی شیمیایی بهره‌کشی می کنند تا مولکول‌های قند و غذا تولید نمایند.

وقتی باکتری‌ها وجود داشته باشند، سایر حیوانات از آنها تغذیه می کنند. بدین ترتیب، یک زنجیره غذایی کامل در تاریکی رشد و شکوفا می گردد. این پروسه خیلی جالب است زیرا محققان ناسا با دلایل منطقی اعلام کرده‌اند که برخی از اقمار یخیِ منظومه‌شمسی مثل اروپا یا انسلادوس شاید دارای دریچه‌های آبگرمایی در اقیانوس‌های مایع ِ خود باشند. اخترزیست شناس «لوری بِرگ» و تیمش به منظور بررسی دقیق‌تر شرایط اقدام به ساخت کف اقیانوس در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا کردند و در این راستا از بقایای فسیلی بهره جستند. آنان ابراز امیدواری کردند که این فرایند می تواند در ایجاد مکانی برای رشد آمینواسیدها موثر باشد؛ آمینواسیدها اجزای اصلی بودند که پروتئین‌ها از آنها به وجود آمدند.

picturethiss
شرایط داخلی احتمالی قمر انسلادوس

آقای بِرگ گفت: «درک این مسئله که قبل از رسیدن به یک سلول واقعی، چقدر می توانید در مورد مواد آلی و معدنی به کسب اطلاعات بپردازید، برای درک اینکه حیات در چه محیط‌هایی میتوانست به وجود آید، خیلی مهم است. همچنین، بررسی این نکته که عواملی از قبیل اتمسفر، اقیانوس و مواد معدنی در دریچه‌های اقیانوسی بر کل این مسائل تاثیر می گذارند، میتواند به ما در درک میزان احتمال پیدایش همین نوع از حیات در سیاره‌های دیگر حائز اهمیت باشد.»

ترکیبات از آب، مواد معدنی، پیروویک و آمونیاک ساخته شدند؛ دو مولکول پیروویک و آمونیاک میتوانند تحت شرایط دریچه‌های آبگرمایی ایجاد شوند و نقشی حیاتی هم در تشکیل آمینواسیدها دارند. محققان اکسیژن را از آب جدا کردند تا شرایط اکسیژنی زمین را در سالهای ابتدایی عمرش بررسی کنند. آنان pH را تنظیم کرده و آهن هیدورکسید را اضافه نمودند. آهن هیدروکسید در سال‌های ابتدایی عمر زمین به وفور یافت می شد. آنان سپس دما را تا ۷۰ درجه سلسیوس افزایش دادند. وقتی محققان مقادیر اندکی از اکسیژن را به این آب تزریق کردند، آمینو اسید آلانین به وجود آمد. همچنین آلفا هیدروکسی اسید لاکتات هم پدید آمد؛ این ماده یکی از فراورده‌های جانبی واکنش‌های آمینو اسید است، اما می تواند با مولکول‌های آلی پیچیده ترکیب گردد تا حیات را تشکیل بدهد.

بِرگ خاطر نشان کرد: «یافته‌های ما نشان می دهد که در شرایط داخلی مشابه سیاره با زمین در سال‌های ابتدایی آن، میتوانیم آمینو اسید و آلفا هیدروکسی اسید را از یک واکنش ساده و تحت شرایط ملایم به وجود بیاوریم؛ این شرایط احتمالا در آن زمان بر کف اقیانوس‌ها حاکم بوده است.»

آبفشان های قمر انسلادوس

محققان نزدیک به ۱۰ سال در این زمینه مشغول انجام کارهای تحقیقاتی بودند. آنان در تلاش هستند تا دریابند چه مقدار انرژی می تواند توسط دریچه‌های آبگرمایی تولید شود و چه عناصری در پیرامون آنها یافت می شود. این اولین‌بار است که محققان موفق به دیدن یک واکنش آلی در شرایط دریچه آبگرمایی شده‌اند. ناسا این دریچه‌های آبگرمایی را در کف اقیانوس‌ها نیز مورد مطالعه قرار داده و نمونه‌هایی را از آنجا جمع‌آوری می کند. اگر نوعی از حیات در منظومه‌شمسی وجود داشته باشد که نظیر آن در زمین نیست، اقمار یخی که در ابتدا به آنها اشاره کردیم، و دریچه‌های آبگرمایی فرضی‌شان باید بیشتر بررسی شوند.

در حقیقت، همین سال گذشته بود که محققان ناسا مولکول‌های پیچیده آلی را در آبفشان‌های نمکی که در انسلادوس جریان داشتند، پیدا کردند. بِرگ در پایان گفت: «ما هنوز شواهدی قوی و مستدل از وجود حیات در مکان‌های دیگر جهان نداریم. اما درک شرایط لازم برای پیدایش حیات میتواند در پیدا کردن مکان‌های بالقوه که می توانند از حیات پشتیبانی کنند، موثر باشد.» یافته‌های این تحقیق در مجله «PNAS» منتشر شده است.

ترجمه: منصور نقی‌لو/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com


یک دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

Please enter your comment!
Please enter your name here

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.