Μια νέα υπόθεση δείχνει ότι η ζωή στη Γη προήλθε σε φωτοσυνθετικά ενεργές πορώδεις κατασκευές από θειούχο ψευδάργυρο (συστατικό των ουσιών που φωσφορίζουν), παρόμοιες με τους υδροθερμικούς υποθαλάσσιους πίδακες που βρίσκονται σε μεγάλα βάθη.
Το πείραμα των Miller-Urey που πραγματοποιήθηκε από τους χημικούς Stanley Miller και Harold Urey το 1953, είναι το πιο κλασικό πείραμα σχετικά με την προέλευση της ζωής. Θα αποδειχθεί έτσι ότι η πρώιμη ατμόσφαιρα της Γης ήταν σε θέση να παράγει αμινοξέα, τις δομικές μονάδες της ζωής, από ανόργανες ουσίες.
Τώρα, περισσότερο από 55 χρόνια αργότερα, δύο επιστήμονες προτείνουν μια υπόθεση που θα μπορούσε να προσθέσει μια νέα διάσταση στη συζήτηση σχετικά με τον τρόπο που αναπτύχθηκε η ζωή στη Γη.
Οι Armen Mulkidjanian του Γερμανικού Πανεπιστημίου του Osnabrueck και Michael Galperin του Αμερικανικού Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας παρουσιάζουν την υπόθεση και τα στοιχεία τους σε δύο δημοσιεύσεις στον ιστότοπο Biology Direct. 
Οι πιο πάνω επιστήμονες προτείνουν λοιπόν ότι η ζωή στη Γη προήλθε σε φωτοσυνθετικά ενεργές πορώδεις κατασκευές από θειούχο ψευδάργυρο, παρόμοιες με τους υδροθερμικούς υποθαλάσσιους πίδακες που βρίσκονται σε μεγάλα βάθη. Ισχυρίζονται ότι, κάτω από την υψηλή πίεση του διοξειδίου του άνθρακα – που τότε κυριαρχούσε στην ατμόσφαιρα –, θα μπορούσαν να σχηματιστούν στην επιφάνεια των πρώτων ηπείρων δομές από θειούχο ψευδάργυρο, με το φως του ήλιου. Σε αντίθεση με πολλές από τις υπάρχουσες θεωρίες που προτείνουν πως η υπεριώδης ακτινοβολία ήταν ένα εμπόδιο για την ανάπτυξη της ζωής, οι Mulkidjanian και Galperin πιστεύουν ότι αυτή πραγματικά βοήθησε.
"Το πρόβλημα της προέλευσης της ζωής είναι τέτοιο που έχετε να απαντήσετε σε μια σειρά από διαφορετικές ερωτήσεις για να εξηγήσετε τον τρόπο που ξεκίνησε η ζωή," λέει ο Mulkidjanian. "Εμείς απλώς δίνουμε απαντήσεις στο πρόβλημα της ενεργητικής της προέλευσης της ζωής."
Αλλοίωση της Πρώιμης Ατμόσφαιρας
Σύμφωνα με τον Mulkidjanian, η συζήτηση για το αν η ζωή θα μπορούσε να προκύψει από τις χημικές αντιδράσεις άρχισε να αλλάζει όταν οι επιστήμονες άρχισαν να αναζητούν τις ατμοσφαιρικές συνθήκες που χρησιμοποιήθηκαν από τους Miller και Urey. Στο περίφημο πείραμα τους, οι Miller και Urey μιμήθηκαν την αρχική ατμόσφαιρα της Γης με ένα μείγμα από μεθάνιο, υδρογόνο, αμμωνία και υδρατμούς. Αυτό το μείγμα, μαζί με κάποιους "σπινθήρες", οι οποίοι θύμιζαν τους κεραυνούς, οδήγησαν στο σχηματισμό των αμινοξέων. Με αυτή τη ρύθμιση, οι Miller και Urey υπέθεσαν ότι η αρχική Γη είχε μια αναγωγική κι όχι οξειδωτική ατμόσφαιρα, πράγμα που σήμαινε ότι είχε μεγάλες ποσότητες υδρογόνου και σχεδόν καθόλου οξυγόνο.
Ωστόσο, πολλοί επιστήμονες έχουν πλέον εγκαταλείψει την ιδέα της αναγωγικής πρώιμης ατμόσφαιρα της Γης. Αντίθετα, πιστεύουν ότι η Γη είχε μια ουδέτερη ατμόσφαιρα, που αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του άνθρακα, με μικρότερες ποσότητες αζώτου και υδρογόνου, παρόμοια με τη σύγχρονη ατμόσφαιρα του Άρη και της Αφροδίτης. Ερευνητές που έχουν κάνει επανάληψη του πειράματος των Miller-Urey στο πλαίσιο των νέων ατμοσφαιρικών υποθέσεων, συμπεριλαμβανομένου και του ίδιου του Miller, έχουν δείξει ότι αυτό το νέο μείγμα δεν παράγει αμινοξέα.
"Ακολούθως κατέστη σαφές ότι αν η αρχική ατμόσφαιρα ήταν από διοξείδιο του άνθρακα," λέει ο Mulkidjanian, "δεν υπήρχε καμία φυσική ή χημική εύλογη υπόθεση για την προέλευση της ζωής."
Οι ζωντανοί οργανισμοί μπορεί να υπάρξουν μόνο εάν υπάρχει κάποια μορφή ροής της ενέργειας – ηλιακή ακτινοβολία ή χημικές αντιδράσεις, για παράδειγμα.
"Εάν έχετε μια ατμόσφαιρα διοξειδίου του άνθρακα, θα πρέπει, επιπλέον, να χρειαστείτε μια πηγή ηλεκτρονίων για την αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα, εάν θέλετε να κάνετε πολύπλοκες ενώσεις," εξηγεί ο Mulkidjanian.
Από τα α-βιοτικά έως τον ψευδάργυρο
"Η υπόθεση του Mulkidjanian για τον κόσμο του ψευδαργύρου παρουσιάζει μια διαφορετική εκδοχή της προβιοτικής ατμόσφαιρας της Γης- στην οποία ο θειούχος ψευδάργυρος παίζει σημαντικό ρόλο στην ανάπτυξη της ζωής. Στη φύση, τα σωματίδια από θειούχο ψευδάργυρο καθιζάνουν μόνο σε υδροθερμικούς πίδακες βαθειά μέσα στους ωκεανούς. Η μοναδική ικανότητά της ένωσης να αποθηκεύει την ενέργεια του φωτός την έχει κάνει δημοφιλή σε πολλές σύγχρονες συσκευές, από διάφορες οθόνες τηλεόρασης έως τα φωσφορίζοντα υλικά ή (μάλιστα το οξείδιο του ψευδαργύρου χρησιμοποιείται στα αντηλιακά).
Η ικανότητά της ένωσης να αποθηκεύει το φως κάνει το θειούχο ψευδάργυρο να αποτελεί σημαντικό παράγοντα στη συζήτηση για την προέλευση της ζωής, εξηγεί ο. Mulkidjanian. Όταν αυτή η ουσία φωτίζεται από υπεριώδες φως, ο θειούχος ψευδάργυρος μπορεί να ανάγει αποτελεσματικά το διοξείδιο του άνθρακα, όπως ακριβώς κάνουν τα φυτά.
Για να ελέγξουν την υπόθεση τους, οι Mulkidjanian και Galperin ανέλυσαν το μεταλλικό περιεχόμενο των σύγχρονων κυττάρων και βρήκαν "εκπληκτικά υψηλά επίπεδα ψευδαργύρου," ιδίως σε συμπλέγματα των πρωτεϊνών με τα μόρια του DNA και του RNA.
“Έχουμε διαπιστώσει ότι οι πρωτεΐνες που θεωρούνται πάρα πολύ παλαιές και ιδιαίτερα εκείνες που σχετίζονται με το χειρισμό του RNA περιέχουν ειδικά μεγάλες ποσότητες ψευδαργύρου," λέει ο Mulkidjanian.
Οι επιστήμονες υποστηρίζουν ότι το αποτέλεσμα αυτό είναι απόδειξη ότι οι πρώτες μορφές ζωής εξελίχθηκαν σε περιβάλλον πλούσιο σε ψευδάργυρο. Όμως, όπως αναφέρουν οι ερευνητές, η αποδοχή μιας νέας υπόθεσης για την προέλευση της ζωής πιθανόν θα απαιτήσει περισσότερη μελέτη, κυρίως για να περιγράψει περαιτέρω τη φύση της ζωής και τις χημικές αντιδράσεις σε αυτές τις πλούσιες σε ψευδάργυρο κοινότητες.
"Δεν μπορούμε να εξηγήσουμε πλήρως τις ιδιότητες των σύγχρονων οργανισμών, αν δεν καταλάβουμε πώς προήλθε η ζωή", λέει ο Mulkidjanian.
Για τους αστροβιολόγους, η νέα αυτή υπόθεση παρουσιάζει μια σημαντική στροφή στη συζήτηση σχετικά με την προέλευση της ζωής.
"Εάν υιοθετηθεί αυτή η υπόθεση για την προέλευση της ζωής, θα αποτελέσει μια πραγματική εννοιολογική αλλαγή, και έτσι θα ήταν σημαντικό", λέει ο αστροβιολόγος της NASA Max Bernstein. "Αν εγκριθεί ή όχι αυτή η υπόθεση δεν μπορώ να πω τελικά, αλλά περιμένω ότι πολλοί θα θέλουν να δουν την πειραματική απόδειξη της βιωσιμότητας των αντιδράσεων συνεπής με το υποθετικό σχήμα κάτω από προβιοτικές συνθήκες."
Πηγή: PhysOrg
Δείτε και τα άρθρα
2. Έγινε στην τύχη η δημιουργία του έμβιου κόσμου; Μια θεώρηση αντίθετη από την Δαρβινική άποψη
3. Νέα ευρήματα στο παλιό πείραμα των Miller-Urey για την προέλευση της ζωής
4. Το δύσκολο πρόβλημα της προέλευσης της ζωής
Leave a Comment