Αν δεν υπήρχε η Σελήνη δεν θα υπήρχε ζωή στη Γη

Από το NewScientist, Μάιος 2004

Τέσσερα δισεκατομμύριο χρόνια πριν, όταν άρχιζε η ζωή στη Γη, η τροχιά του φεγγαριού ήταν πολύ πιο κοντά σε μας από όσο σήμερα. Η μικρή απόσταση της προκαλούσε τεράστιες παλίρροιες με περίοδο λίγων ωρών. Αυτές οι παλίρροιες προκάλεσαν δραματικές διακυμάνσεις στην αλατότητα γύρω από τις ακτές, που θα μπορούσαν να έχουν οδηγήσει στην εξέλιξη των βιομορίων, μιας πρώιμης μορφής DNA.

Αυτή η υπόθεση, που είναι η εργασία του Richard Lathe ενός μοριακού βιολόγου στο Ίδρυμα Pieta Research στο Εδιμβούργο, προτείνει ότι η ζωή δεν θα μπορούσε να έχει ξεκινήσει στον Άρη.

Σύμφωνα με μια θεωρία για την προέλευση της ζωής, τα μόρια που αυτοαντιγράφονται, όπως είναι το DNA ή το RNA, προέκυψαν όταν μικρά πρόδρομα μόρια στην αρχέγονη "σούπα", πολυμερίστηκαν φτιάχνοντας μακριά σκέλη σαν νημάτια. Αυτά τα νημάτια χρησίμευσαν ως πρότυπα για περισσότερα πρόδρομα μόρια για να συνδεθεθούν κατά μήκος των αρχικών προτύπων μορίων, δημιουργώντας έτσι πολυμερή με διπλή αλυσίδα παρόμοια με το σημερινό DNA.

Αλλά αυτή η θεωρία αποτυγχάνει αν δεν υπάρχει κάποιος τρόπος να διαχωριστεί η διπλή έλικα για να διατηρηθεί η διαδικασία, λέει ο Lathe. Θα χρειάζονταν κάποια εξωτερική αιτία για να χωρίσουν τα δύο σκέλη, λέει.

Διπλασιασμός

Μια ανάλογη διαδικασία, είναι η τεχνική PCR που χρησιμοποιείται για να αντιγραφεί το DNA στο εργαστήριο. Ο κύκλος της αύξησης του DNA συμβαίνει μεταξύ δύο θερμοκρασιών παρουσία κατάλληλων ενζύμων.

Στη χαμηλότερη θερμοκρασία περίπου 50°C, τα απλά σκέλη του DNA ενεργούν ως πρότυπα για τη σύνθεση συμπληρωματικών νηματίων. Στην υψηλότερη θερμοκρασία περίπου 100 °C, τα διπλά νημάτια διασπώνται, διπλασιάζοντας τον αριθμό των μορίων. Αν η θερμοκρασία πέσει τότε αρχίζει και πάλι η σύνθεση. Χρησιμοποιώντας αυτήν την διαδικασία, ένα απλό μόριο DNA μπορεί να μετατραπεί σε ένα τρισεκατομμύριο αντίγραφα ακριβώς σε 40 τέτοιους κύκλους.

Ο Latheς θεωρεί ότι χάρις στο φεγγάρι, κάτι παρόμοιο συνέβη κατά τη διάρκεια της πρώτης περιόδου της Γης. Οι περισσότεροι ερευνητές συμφωνούν ότι το φεγγάρι σχηματίστηκε πριν πέντε δισεκατομμύρια χρόνια, περίπου, από τα συντρίμμια που εκτινάχτηκαν από τη Γη κατά την πρόσκρουση της με έναν γιγαντιαίο αστεροειδή.

Ένα δισεκατομμύριο χρόνια αργότερα, όταν ξεκίνησε η ζωή στη Γη, το φεγγάρι ήταν ακόμα πολύ πιο κοντά μας από ό,τι είναι τώρα. Αυτό το γεγονός, συν τη γρηγορότερη περιστροφή της Γης, οδήγησε σε παλιρροιακούς κύκλους με περίοδο δύο έως έξι ωρών. Οι παλίρροιες αυτές εκτείνονταν αρκετά χιλιόμετρα πέρα από τις ακτές προς το εσωτερικό, ισχυρίζεται ο Lathe. Οι παράκτιες περιοχές επομένως δοκίμαζαν δραματικές κυκλικές αλλαγές στην αλμυρότητα, και ο Lathe θεωρεί ότι αυτό οδήγησε σε επαναλαμβανόμενες ενώσεις και διαχωρισμούς των διπλών νηματοειδών μορίων παρόμοιων με το DNA.

Όταν οι τεράστιες παλίρροιες υποχωρούσαν, η συγκέντρωση του άλατος ήταν πολύ χαμηλή. Η διπλή αλυσίδα του DNA χωριζόταν υπό αυτές τις συνθήκες, επειδή οι φωσφορικές ρίζες (φορτισμένες ηλεκτρικά) σε κάθε αλυσίδα απωθούν η μία την άλλη.

Αλλά όταν οι παλίρροιες έβγαιναν στη στεριά, τα πρόδρομα μόρια και το ίζημα του άλατος είχαν μεγάλη συγκέντρωση. Έτσι, θα είχε ευνοηθεί ο σχηματισμός των διπλών αλυσίδων, επειδή οι μεγάλες συγκεντρώσεις του άλατος εξουδετερώνουν τα φορτία των φωσφορικών ριζών του DNA, επιτρέποντας στις δύο αλυσίδες να ενωθούν.

Σταθεροί κύκλοι

Αυτοί οι σταθεροί κύκλοι της αλμυρότητας θα είχαν ενισχύσει μόρια όπως είναι το DNA σε μια διαδικασία παρόμοια με το PCR, αναφέρει ο Lathe. "Η παλίρροια παρείχε την απαιτούμενη ενέργεια για τη συγκρότηση και τον διαχωρισμό των πρώτων πολυμερών σωμάτων", επισημαίνει ο Lathe.

Πολλοί ερευνητές δεν θεωρούν ότι τα DNA και RNA ήταν τα πρώτα αντιγραφικά μόρια. Ο Graham Cairns-Smith του Πανεπιστημίου της Γλασκώβης, νομίζει ότι ένα πολύ απλούστερο "γενετικό" υλικό σχηματίστηκε για πρώτη φορά, από την κρυστάλλωση των μεταλλευμάτων του αργίλου.

Αλλά βλέπει ότι η ιδέα του Latheυ αξίζει την προσοχή. "Όποιες και αν ήταν οι αυτογραφικές οντότητες που ξεκίνησαν την εξελικτική διαδικασία, θα ήταν σημαντικό ότι έζησαν σε ένα περιβάλλον στο οποίο οι συνθήκες άλλαζαν".

Εάν η θεωρία του είναι σωστή, η ζωή δεν θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί στον Άρη, λέει ο Lathe. Ο Φόβος, το μεγαλύτερο φεγγάρι του Άρη, είναι τόσο μικρό που οι παλιρροιακές δυνάμεις που παράγει είναι μόνο το 1% αυτών που παράγονται από το φεγγάρι μας. "Ακόμα κι αν υπήρχε κάποτε νερό στον Άρη, η ζωή δεν θα μπορούσε να έχει εξελιχθεί εκεί, επειδή αυτά τα πολυμερή σώματα δεν θα μπορούσαν να έχουν αντιγραφεί σωστά", συμπληρώνει.

Περιοδικό δημοσίευσης: Icarus (vol 168, p 18)