پاسخ جدید شیمیدانان به معمای چگونگی شکل گیری حیات در زمین

فرارو- شیمیدانان دانشگاه پردو آمریکا مکانیسمی را در واکنش‌های تشکیل دهنده پپتید در آب کشف کرده اند که برای دهه‌ها دانشمندان را گیج کرده بود. گراهام کوکز استاد ممتاز شیمی تحلیلی در کالج علوم پردو می‌گوید: «این اساساً شیمی پشت سرچشمه حیات است. این اولین دستاوردی است که نشان می‌دهد اسید‌های آمینه ساده، به طور خود به خود پپتیدها- بلوک‌های سازنده حیات- را در قطرات آب خالص تشکیل می‌دهند. این یک کشف دراماتیک است.»

به گزارش فرارو به نقل از rahnamato، دانشمندان برای چندین دهه نظریه‌پردازی کرده‌اند که زندگی روی زمین از اقیانوس‌ها آغاز شده است. با این حال، شیمی پشت این فرآیند به صورت یک معما باقی مانده بود. تاکنون تصور می‌شد که اسید‌های آمینه خام از طریق شهاب سنگ‌ها به زمین اولیه رسید و سپس با به هم چسبیدن، پپتید‌ها را تشکیل دادند.

پپتید‌ها بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها و در نهایت زندگی هستند. به طرز عجیبی، این فرآیند نیازمند از دست دادن یک مولکول آب است که در محیط مرطوب، آبی یا اقیانوسی بسیار غیرممکن به نظر می‌رسد. در واقع، برای تشکیل حیات به آب نیاز بود و در عین حال، فضایی دور از آب نیز ضروری بود.

اما کوکز، متخصص در طیف سنجی جرمی و شیمی اولیه زمین، و تیم تحقیقاتی او پاسخ این معما را کشف کرده اند: «آب همه جا مرطوب نیست!» در جایی که قطره آب با جو برخورد می‌کند، واکنش‌های بسیار سریعی می‌تواند رخ دهد و اسید‌های آمینه غیر زنده را به اجزای سازنده زندگی تبدیل کند.

بنابراین، مناظر حاصلخیز برای تکامل بالقوه زندگی در مکان‌هایی بود که قطرات ریز آب دریا به هوا می‌پرید و یا امواج به زمین می‌کوبید، یا حتی جایی که آب شیرین از یک شیب تند به پایین می‌آمد.

شیمیدانان بیش از ۱۰ سال است که از طیف سنج‌های جرمی برای بررسی واکنش‌های شیمیایی در قطرات حاوی آب استفاده می‌کنند. کوکز گفت: «سرعت واکنش‌ها در قطرات از صد تا یک میلیون برابر سریع‌تر از واکنش‌های شیمیایی مشابه در محلول‌های حجیم است. سرعت سریع این واکنش‌ها کاتالیزور‌ها را غیر ضروری می‌کند، واکنش‌ها را سرعت می‌بخشد و در مورد شیمی اولیه زمین، تکامل حیات را ممکن می‌کند.»

راز چگونگی پیدایش حیات بر روی زمین می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا چرایی این اتفاق را بهتر درک کنند و به جستجوی آن‌ها برای یافتن حیات در سیارات دیگر یا حتی قمر‌ها کمک کند.

درک اینکه چگونه اسید‌های آمینه خود را به پروتئین‌ها و در نهایت شکل‌های زندگی می‌سازند، درک دانشمندان از سنتز شیمیایی را متحول می‌کند. همین شیمی ممکن است به طور بالقوه به شیمیدان‌های مصنوعی کمک کند تا با تسریع فرآیند‌های کلیدی، دارو‌ها و درمان‌های درمانی جدید برای بیماری‌ها را شناسایی و ایجاد کنند.

دانشمندان می‌گویند این فرآیند می‌تواند به توسعه سریع‌تر دارو‌ها برای درمان ناتوان‌کننده‌ترین بیماری‌های بشریت منجر شود. کشف این تیم دیروز (۳ اکتبر ۲۰۲۲) در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است.