كيف تبدأ الحياة يبقى سؤالا دون حل. قد يكون أحد المكونات الرئيسية هو الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وهو ابن عم جزيئي للحمض النووي (DNA) الموجود في كل أشكال الحياة على الأرض، ويقول العلماء الآن إنهم أظهروا كيف يمكن أن يكون قد تشكل على كوكبنا منذ دهور. لكن ليس الجميع مقتنعين، وربما يكون الحمض النووي الريبوزي (RNA) مجرد واحد من العديد من الجزيئات التي يمكن أن تؤدي إلى ظهور الحياة في عوالم مختلفة.
وفي ورقة نشرت اليوم في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة الأمريكيةيصف عالم الأحياء الفلكي يوتا هيراكاوا وزملاؤه كيف أن الظروف على الأرض منذ حوالي 4.3 مليار سنة ربما كانت مثالية لنشوء الحياة. وفي تجربتهم، أظهروا أنه بعد اصطدام كبير بالأرض، يمكن أن يكون الحمض النووي الريبي (RNA) وبالتالي الحياة قد تشكلت.
تشير الخطوات التي حددها الفريق إلى أن “الحمض النووي الريبي (RNA) هو نتيجة جوهرية للكواكب في كل مكان”، كما يقول ستيفن بينر من مؤسسة التطور الجزيئي التطبيقي (FfAME) في فلوريدا، وهو مؤلف مشارك في البحث. وهذا بدوره “يعني أن هناك حياة في كل مكان”. على عكس البروتينات، التي تقوم بمعظم العمليات الكيميائية في الخلايا الحديثة، والحمض النووي، الذي يخزن المعلومات الوراثية، يمكن للحمض النووي الريبوزي (RNA) القيام ببعض الأمرين معًا، وهو أحد الأسباب التي جعلته يعتبر منذ فترة طويلة مرشحًا واعدًا ليكون أول جزيء في الحياة.
حول دعم الصحافة العلمية
إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.
قام فريق البحث، بقيادة هيراكاوا، بإعداد أنابيب اختبار تحتوي على مزيج مائي من المواد المشابهة لتلك التي يُعتقد أنها كانت شائعة على الأرض المبكرة، ثم قام بتسخينها وتركها حتى تجف. تضمنت الخلائط حساءًا كيميائيًا من سكر الريبوز، والقواعد النووية، ومصدرًا تفاعليًا للفوسفور ومعادن مركب يسمى بورات.
يقول هيراكاوا إن عملية التسخين والتجفيف كانت “منتشرة في كل مكان على الأرض في وقت مبكر”. “لذلك لا بد أن رد الفعل هذا قد حدث.” وكانت نتيجة التجربة هي تكوين جزيئات تشبه الحمض النووي الريبوزي (RNA)، والتي، مع الحد الأدنى من التفاعلات الكيميائية الإضافية، يمكن أن تصبح RNA صحيحًا. ويقول الفريق إن هذا يدل على أن الحمض النووي الريبي (RNA) يمكن أن يتشكل بشكل طبيعي بالقرب من فجر كوكبنا.
يقول لي كرونين، الخبير في كيمياء ما قبل الحيوية في جامعة جلاسكو، والذي لم يشارك في الدراسة، إنه غير متأكد من النتائج التي توصلت إليها لأن المدخلات البشرية كانت مطلوبة للحصول على المكونات المختلفة وخلطها. ويقول: “إن حقيقة قيامهم بالهندسة العكسية لتخليق الحمض النووي الريبوزي (RNA) في ظل الظروف المناسبة لا تقول شيئًا”. “إن تبرير المعقولية كاذب.”
إحدى النتائج الرئيسية في الورقة هي أن مركب البورات لا يمنع تكوين المواد الأولية للحياة، كما كان يعتقد سابقًا، ولكنه يساعد في الواقع على إنتاج الحمض النووي الريبوزي (RNA). يقول هيراكاوا: “إن البورات مهم جدًا لتثبيت السكريات، وهي جزيئات غير مستقرة”، مشيرًا أيضًا إلى أن تفاعلات البورات يمكن أن تشكل فوسفات الريبوز والفوسفات المجفف، وهما جزيئين رئيسيين لتخليق الحمض النووي الريبي (RNA) اللاحق. “إن أكبر اكتشاف في بحثي هو أن البورات يسهل هذه التفاعلات.”
يقول بينر إن الباحثين اكتشفوا أيضًا وجود البورات على المريخ، مما يزيد من احتمال نشوء الحياة بشكل مستقل على الكوكب الأحمر. ويقول: “لم يكن الغلاف الجوي للأرض في وقت مبكر مختلفًا تمامًا عما هو عليه الآن على كوكب المريخ”.
ومع ذلك، فإن فرضية فريق البحث لا تزال تتطلب بعض التأثير الخارجي الثقيل. على وجه التحديد، فإن اصطدام جسم كبير بالأرض سيكون الطريقة الأكثر وضوحًا لتوصيل سلائف الحمض النووي الريبي (RNA). لقد حسبوا أن شيئًا بحجم الكويكب فيستا، الموجود في حزام الكويكبات، كان يجب أن يكون كافيًا. كان من الممكن أن يكون هذا الجسم منفصلاً عن جسم بحجم المريخ وأصغر بكثير منه، والذي يُعتقد أنه تسبب في تكوين القمر عن طريق اصطدامه بالأرض. تشير الفيزياء المعروفة لتكوين الكواكب بقوة إلى أن التأثيرات متوسطة الحجم مثل تلك المقترحة في الدراسة الجديدة كانت شائعة نسبيًا في العصور المبكرة للأرض.
وهذا يعني، كما يقول بينر، أنه من المحتمل أن تكون للكواكب الصخرية الأخرى أيضًا أحداث تصادمية يمكن أن تؤدي إلى ظروف مماثلة. ويقول: “الحجة هي أن تاريخ التأثير عالمي”. “عندما يقوم الكوكب بتراكم جزء صغير من مداره حول نجم، فإنه سوف ينظف منطقته،” ويكتسب سلائف الحمض النووي الريبي (RNA) ويفترض أنه يطبخ الحمض النووي الريبي (RNA). ويقول إنه إذا كان هذا السيناريو صحيحًا، فهذا يعني أن الحياة موجودة في كل مكان، بما في ذلك مليارات النجوم الأخرى مثل الشمس (في درب التبانة) والتي من المؤكد تقريبًا أنها تحتوي على كواكب صخرية.
يقول الفريق إن المدخل الأكثر بروزًا من التأثير الكبير المفترض هو الجزيئات اللازمة لتحويل الريبوز، وهو السكر، إلى ريبوز فوسفات.
كما كشف تحليل حديث لعينات من الكويكب بينو، الذي التقطته مركبة الفضاء OSIRIS-REx التابعة لناسا في عام 2020 وعادت إلى الأرض في عام 2023، عن وجود الريبوز على ذلك الكويكب. ويشير الاكتشاف أيضًا إلى أن الريبوز كان موجودًا في الأرض المبكرة، كما يقول يوشيهيرو فوروكاوا من جامعة توهوكو، الذي قاد اكتشاف الريبوز وكان أيضًا مؤلفًا مشاركًا في الورقة الجديدة، لأن بينو يشير إلى نفس النوع من المواد البدائية التي شكلت كوكبنا في البداية. ويقول: “لذا كان من المفترض أن تكون النيازك الشبيهة بنيو قد وفرت اللبنات الأساسية للحياة للأرض قبل الحيوية”.
ومع ذلك، يقول كرونين إن بينر والدراسة الجديدة لا يزالان يعتمدان على المدخلات البشرية لإنتاج الحمض النووي الريبي (RNA)، حتى لو بدا الأمر وكأنه نتيجة لعملية طبيعية. وحتى مع وجود جميع المكونات الصحيحة، فإن فرص إنتاج الحمض النووي الريبوزي (RNA) منخفضة للغاية دون تدخل بشري، كما يقول، وهو ما يشبه سحب لعبة رويال فلوش في لعبة البوكر. ويخلص كرونين إلى أن “الاحتمال الرياضي للعثور على الحمض النووي الريبي (RNA) في مكان آخر في الكون هو في الأساس صفر”.
ويقول إنه بدلًا من ذلك، يمكن أن تكون العديد من الجزيئات الأخرى إلى جانب الحمض النووي الريبوزي (RNA) مكونات للحياة في عوالم أخرى. يقول: “إن الحمض النووي الريبي (RNA) هو جزيء ممل للغاية”. “لا يوجد شيء مميز في هذا الأمر، وهناك الكثير من البدائل التي يمكن أن تؤدي وظيفتها.”
ويضيف كرونين أن دور البورات في هذه العملية “مثير للاهتمام للغاية”. ويقول: “إن عمل الباحثين على البورات كان هائلاً”. “إنه يوضح كيف يمكن للأشياء الغريبة أن تخلق جزيئات لم نفكر فيها.”
التعليقات