|
Πριν τρία έως τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια η Γη ήταν μια καυτή,
ξηρή και άψυχη θέση. Όλα είναι ακίνητα. Χωρίς καμιά προειδοποίηση, ένας
μετεωρίτης χτυπά στις έρημες πεδιάδες με μια ταχύτητα πάνω από 16.000
χιλιόμετρα την
ώρα. Σε αυτό το γεγονός η βίαιη αυτή σύγκρουση μπορεί να είχε 'φυτέψει'
τους χημικούς
σπόρους της ζωής στη Γη.
 Μια
προσομοίωση ενός ριβοσώματος (λευκές και πορφυρές υπομονάδες) που επεξεργάζεται
ένα αμινοξύ (πράσινο)
Επιστήμονες παρουσίασαν στοιχεία ότι η θερμότητα των ερήμων,
λίγο νερό, και οι συγκρούσεις των μετεωριτών με τη Γη μπορεί να ήταν αρκετές
για να μαγειρέψουν μία από τις πρώτες προϋποθέσεις για τη ζωή: Την κυριαρχία
των αριστερόστροφων αμινοξέων, τις δομικές μονάδες της ζωής σε αυτόν τον
πλανήτη.
Σε μια έκθεση ο Ronald Breslow, καθηγητής της Χημείας στο
πανεπιστήμιο του Κολούμπια, περιέγραψε με ποιο τρόπο
η υπογραφή του του αμινοξέος μας προήλθε από το εξωτερικό διάστημα.
Οι αλυσίδες των αμινοξέων φτιάχνουν τις πρωτεΐνες στους ανθρώπους,
τα φυτά και όλες τις άλλες μορφές της ζωής στη Γη. Υπάρχουν δύο
προσανατολισμοί των αμινοξέων, η αριστερόστροφη και η δεξιόστροφη, οι οποίες
είναι κατοπτρικά αντίγραφα, όπως τα χέρια μας. Αυτή η ιδιότητα είναι γνωστή ως
"χειράλιτη¨(chirality). Για να προκύψει η ζωή, οι πρωτεΐνες πρέπει να περιέχουν μόνο
τη μια μορφή αμινοξέων, την αριστερή ή την δεξιά, σημειώνει ο Breslow.
"Εάν αναμίξετε αμινοξέα με διαφορετικές χειράλιτη, τότε οι ιδιότητες μιας
πρωτεΐνης
αλλάζουν πάρα πολύ. Η ζωή δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει με
τυχαία μίγματα ουσιών, "είπε.
Με εξαίρεση μερικά βακτηρίδια βασισμένα σε δεξιόστροφα αμινοξέα, τα
αριστερόστροφα "L-αμινοξέα" κυριαρχούν στη Γη. Ο
καθηγητής της χημείας στο Κολούμπια ανέφερε ότι τα αμινοξέα που έφτασαν στη
Γη από τους βομβαρδισμούς των μετεωριτών, μας άφησαν με αυτές τις πρωτεϊνικές
μονάδες αριστερόστροφων.
 "Αυτοί οι μετεωρίτες μας έφεραν τους 'σπόρους' του χειράλιτη,"
δήλωσε ο Breslow. "Εάν είχατε έναν Κόσμο που θα ήταν απλώς η
κατοπτρική εικόνα αυτού που ξέρουμε, τότε στην πραγματικότητα, πιθανώς θα
είχατε δεξιόστροφα αμινοξέα. "
Αυτά τα αμινοξέα "σπόροι" διαμορφώνονται στο διαστρικό διάστημα,
ενδεχομένως και στους αστεροειδείς καθώς αυτοί ταξίδευαν μέσα στο διάστημα. Στην
αρχή,
έχουν ίσα ποσά αριστερών και δεξιόστροφων αμινοξέων. Αλλά καθώς αυτοί οι
βράχοι πετούν στα ύψη κοντά στα αστέρια νετρονίων οι ακτίνες
του φωτός τους προκαλούν μια εκλεκτική καταστροφή της μιας μορφής
αμινοξέων. Τα αστέρια
εκπέμπουν κυκλικά πολωμένο φως - στη μια κατεύθυνση, οι ακτίνες της
είναι πολωμένες προς τα δεξιά. Και 180 μοίρες προς την άλλη κατεύθυνση το αστέρι
εκπέμπει αριστερόστροφα πολωμένο φως.
Όλοι οι μετεωρίτες που συγκρούστηκαν με τη Γη έχουν μια υπερβολή στη μία από τις δύο
πολωμένες ακτίνες. Ο Breslow δήλωσε ότι τα προηγούμενα πειράματα
επιβεβαίωσαν ότι το κυκλικά πολωμένο φως καταστρέφει επιλεκτικά τη μία
μορφή (αριστερόστροφη ή δεξιόστροφη) αμινοξέων υπέρ της άλλης. Το τελικό αποτέλεσμα είναι μια υπερβολή
5 % έως 10% της μιας μορφής, και σε αυτήν την περίπτωση είναι τα L-αμινο
οξέα. Τα στοιχεία αυτής της υπερβολής των αριστερόστροφων αμινοξέων βρέθηκαν στις
επιφάνειες αυτών των μετεωριτών, οι οποίοι έχουν συντριβεί στη γη, κατά τα τελευταία εκατό
χρόνια, στην Αυστραλία και το Τεννεσί.
Ο Breslow προσομοίωσε στους υπολογιστές τι συνέβαινε αφού
κατακάθισε η
σκόνη, ύστερα από έναν βομβαρδισμό μετεωριτών, όταν τα αμινοξέα στο μετεωρίτη
αναμίχθηκαν με την αρχέγονη σούπα. Κάτω από "αξιόπιστες προβιοτικές
συνθήκες"
- θερμοκρασίες ερήμου και λίγο νερό - ο Breslow εξέθεσε χημικούς
προδρόμους των αμινοξέων σε αυτά τα αμινοξέα που βρέθηκαν στους
μετεωρίτες.
Ο Breslow και η ομάδα του
διαπίστωσαν ότι αυτά τα κοσμικά αμινοξέα θα μπορούσαν άμεσα να μεταφέρουν
την χειράλιτη τους στα απλά αμινοξέα που βρέθηκαν στους ζωντανούς
οργανισμούς. Η ομάδα του Breslow ήταν η πρώτη που απέδειξε ότι αυτό το είδος
της μεταφοράς της χειράλιτη (της αλλαγής από το ένα είδος στο άλλο)είναι δυνατή
κάτω υπό τους ίδιους όρους.
Στην προβιοτική Γη, αυτή η μεταφορά άφησε μια μικρή υπερβολή των
αριστερόστροφων αμινοξέων, λέει ο Breslow. Στο επόμενο πείραμά του
αντέγραψε τη
χημεία που οδήγησε στην ενίσχυση και την ενδεχόμενη κυριαρχία των
αριστερόστροφων αμινοξέων. Άρχισε λοιπόν με μια υπερβολή 5% της μιας
μορφής αμινοξέος στο νερό και την διέλυσε
Ο Breslow διαπίστωσε ότι τα αριστερόστροφα και δεξιόστροφα αμινοξέα θα
μπορούσαν να
δεσμευτούν μαζί, καθώς κρυσταλλώθηκαν από το νερό. Όμως τα συνδεδεμένα
μαζί αριστερόστροφα και δεξιόστροφα αμινοξέα άφησαν το διάλυμα μόλις εξατμίστηκε
το νερό,
αφήνοντας πίσω τους μεγάλα ποσά αριστερόστροφων αμινοοξέων στο διάλυμα.
Τελικά, το L-αμινοξύ κυριάρχησε καθώς χρησιμοποιήθηκε
επιλεκτικά από τους ζωντανούς οργανισμούς.
Φυσικά υπάρχουν κι άλλες θεωρίες για να εξηγήσουν την κυριαρχία των L-αμινοοξέων.
Η μία, παραδείγματος χάριν, προτείνει ότι το πολωμένο φως από τα αστέρια
νετρονίων που ταξίδεψε με κατεύθυνση για να 'κλειδώσει' άμεσα τα δεξιόστροφα
αμινοξέα. "Αλλά τα δεδομένα ότι αυτά τα υλικά σχηματίστηκαν έξω στο
διάστημα και
μας μεταφέρθηκαν με τους μετεωρίτες είναι συντριπτικά," υποστηρίζει ο Breslow.
Τα βήματα που αργότερα οδήγησαν προς τη γένεση της ζωής τυλίγονται στο
μυστήριο. Ο Breslow ελπίζει να ρίξει περισσότερο φως στην προβιοτική Γη
καθώς στρέφει την προσοχή του στα νουκλεϊνικά οξέα, τις χημικές μονάδες του DNA και του πιό πρωτόγονου RNA.
"Αυτή η εργασία συσχετίζεται και με την πιθανότητα ότι υπάρχει ζωή
και κάπου
αλλού," ισχυρίζεται ο Breslow. "Οτιδήποτε γίνεται στη Γη εμφανίστηκε επειδή
οι μετεωρίτες συνέβη να προσγειωθούν εδώ. Αλλά αυτοί προσγειώθηκαν προφανώς
κάπου αλλού. Εάν υπάρχει ένας άλλος πλανήτης που έχει νερό και όλα τα
πράγματα που χρειάζεται για τη ζωή, θα μπορούσατε να είχατε την ίδια
διαδικασία".
|
