۷ نظریه در باره‌ی منشاء حیات بر روی زمین

حدود سه میلیارد سال پیش بر اثر حادثه‌ای که هنوز دقیقاً علت آن را نمی‌دانیم، اولین نشانه‌های حیات بر روی زمین آغاز شد. اما ابتدایی ترین نوع حیات چگونه بر روی سیاره‌ی ما به وجود آمده است؟

از نظر علمی، حدود سه میلیارد سال پیش بر اثر حادثه‌ای که هنوز دقیقاً علت آن را نمی‌دانیم، اولین نشانه‌های حیات بر روی زمین آغاز شد و در طی سه میلیارد سال، تکامل از آغازین‌ترین میکروب‌ها موجوداتی با آرایه‌های خیره‌کننده از پیچیدگی و زیبایی را خلق کرده است؛ اما ابتدایی‌ترین نوع حیات چگونه بر روی سیاره‌ی ما به وجود آمده است؟ در جواب این سؤال دانشمندان هفت نظریه‌ی علمی را مطرح کرده‌اند که در ادامه به بررسی آن‌ها خواهیم پرداخت.

۱ – پان اسپرمیا

آیا زندگی بر روی زمین آغاز شده است! نظریه‌ای وجود دارد که می‌گوید شاید زندگی از نقطه‌ی دیگری در فضا به زمین آمده باشد، مفهومی که به عنوان پان اسپرمیا شناخته می‌شود. سیاره‌ی همسایه‌ی ما یعنی مریخ هر روز شاهد بمبارانی از شهاب سنگ‌ها است و شاید در روزهای نخستین نیز زمین وضعیتی نزدیک به امروز مریخ داشته است. برخی از دانشمندان این فرضیه را مطرح کرده‌اند که شاید ارگانیزم‌های زنده و میکروب‌ها به وسیله‌ی شهاب سنگ‌ها از منظومه‌ای دیگر به زمین آمده باشند که در این صورت همه‌ی ما مهاجرانی از جهان‌های دیگریم. اما در صورتی که این فرضیه درست باشد سؤال بزرگتری را مطرح می‌کند که در منظومه‌ی دیگر زندگی چگونه آغاز شده است.

۲ - آغازی ساده

به جای اینکه فکر کنیم حیات از مواد پیچیده‌ای مثل RNA ها شروع شده است، شاید زندگی از ملکول‌های کوچکی پدید آمده باشد که در تعامل با یکدیگر، چرخه‌ی واکنشی را برای ساخت ملکول‌های پیچیده‌تر آغاز کرده‌اند. ممکن است کپسول‌های ساده‌ای شبیه به بدنه‌ی سلول پدید آمده باشند و در طول زمان بر پیچیدگی آن‌ها افزوده شده باشد. دانشمندان می‌گویند در این سناریو حیات بر اثر متابولیسم تکامل یافته است که برخلاف نظریه‌ی اولین ژن و RNA جهانی است.

۳ - RNA جهانی

DNA ها برای شکل‌گیری، احتیاج به پروتئین و پروتئین‌ها نیز احتیاج به DNA دارند. پس چگونه ممکن است این دو بدون یکدیگر ایجاد شوند. پاسخ این سؤال ممکن است RNA باشد، RNA مانند DNA می‌تواند اطلاعات را ذخیره کند و همچنین به عنوان یک آنزیم مانند پروتئین‌ها عمل کرده و هم به شکل گرفتن DNA و هم پروتئین‌ها کمک کند. بعدها این DNA و پروتئین‌ها به علت کارآمدی بالاتر جایگزین RNA در دنیای ما شده‌اند. هنوز هم RNA وجود داشته و بعضی از فعالیت‌های حیاتی را بر عهده دارد از جمله به عنوان سوئیچ خاموش کننده‌ی فعالیت بعضی ژن‌ها عمل می‌کند. اگر این فرضیه درست باشد در وهله‌ی اول این سؤال مطرح می‌شود که RNA ها چگونه به وجود آمده‌اند، برخی دانشمندان بر این باورند که RNA می‌تواند به تنهایی در طبیعت به وجود آید اما برخی دیگر احتمال آن را بعید دانسته‌اند. اسید‌های نوکلئیک دیگری مانند PNA و یا TNA نیز به عنوان منشاء به وجود آمدن DNA پیشنهاد شده‌اند.

۴ - شروعی سرد

در سه میلیارد سال پیش احتمالاً زمین پوشیده از اقیانوس‌هایی یخ زده بوده است. خورشید در آن زمان، یک سوم درخشانی کمتری از زمان حاضر داشته و به همین دلیل سطح اقیانوس‌ها را لایه‌ای ضخیم از یخ فرا گرفته بوده است. این لایه‌ی چندین متری از یخ می‌توانسته ترکیبات آلی را در زیر آب از اثرات مخرب نور ماورا بنفش و امواج کیهانی محافظت کند، همچنین این سرما به این ملکول‌ها برای ماندگاری طولانی‌تر کمک کرده است که شانس به وجود آمدن واکنش‌های کلیدی برای شروع حیات را بالا می‌برد.

۵ - دریچه‌ای در زیر اقیانوس‌ها

نظریه‌ی دریچه در اعماق اقیانوس‌ها می‌گوید ممکن است زندگی در منافذ هیدروترمال زیر دریا آغاز شده باشد. این دریچه‌ها از اعماق زمین مولکول‌های غنی هیدروژن و مواد معدنی را همراه با گرما به آب دریا انتقال می‌دهند که در اطراف آن‌ها مکان مناسبی برای شکل‌گیری اکوسیستم‌های عالی به وجود می‌آید. در این مناطق ملکول‌ها و مواد معدنی می‌توانستند متمرکز شده و اولین سلول‌های زنده را تشکیل دهند، حتی امروزه نیز دریچه‌های هیدروترمال مناطقی سرشار از انرژی شیمیایی و حرارتی هستند که اکوسیستمی پر جنب و جوش را در کنار خود تشکیل می‌دهند.

۶ - جامعه‌ای از خاک رس

الکساندر گراهام کرینز اسمیت از دانشگاه گلاسکوی اسکاتلند نظریه‌ای را بدین صورت مطرح می‌کند که اولین ملکول‌های زنده ممکن است بر روی خاک رس شکل گرفته باشند. این سطوح ممکن است ترکیبات آلی را بر روی خود جذب کرده و مکانی مناسب برای ترکیب آن‌ها به وجود آورده باشد و همچنین به سازماندهی آن‌ها برای تولید الگوهایی بسیار شبیه به ژن‌های کنونی کمک کرده باشد. وظیفه‌ی اصلی DNA ذخیره‌ی اطلاعات در مورد نحوه‌ی قرارگیری ملکول‌ها در کنار یکدیگر است، توالی ژنتیکی در DNA اساساً دستورالعملی برای چگونگی چیده شدن اسیدهای آمینه در پروتئین‌ها هستند. آقای کرینز اسمیت احتمال می‌دهد که کریستال‌های معدنی در خاک رس بتوانند ملکول‌های آلی را به صورت الگوهایی سازمان‌ دهی شده، مرتب کنند و پس از مدتی ملکول‌های آلی این کار را ادامه داده و خود را سازمان دهی کنند.

۷ – جرقه‌های الکتریکی

جرقه‌های الکترونیکی می‌توانند از اتمسفر مملو از آب روزهای نخستین زمین اسیدهای آمینه و قند تولید کنند. در آزمایشی معروف به نام آزمایش میلر-یوری در سال ۱۹۵۳ دانشمندان نشان دادند که رعد و برق می‌تواند زیربنای لازم برای ساخت ملکلول‌های آلی را در روزهای اولیه‌ی زمین تولید کرده باشد سپس در طی میلیون‌ها سال ملکول‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تری از این ملکول‌های اولیه پدید آمده باشند. اگرچه تحقیقات بعدی نشان داد که اتمسفر اولیه‌ی زمین هیدروژن زیادی به عنوان پایه‌ای برای تولید این مواد نداشته است، اما دانشمندان حدس می‌زنند ابرهای اتشفشانی در جو اولیه ممکن است مملو از متان، آمونیاک و هیروژن بوده باشند و در ترکیب با رعد و برق نوعی از اسیدهای آمینه را به وجود آورده باشند.

یادداشت عراقچی در روزنامه چینی: فصل جدیدی از همکاری راهبردی بین ایران و چین آغاز می‌شود

تماشاخانه

قهوه ترک یا اسپرسو کدام برنده واقعی هستند؟ دو سبک، دو تجربه (فیلم)

آنچه از بم برجای ماند / ۲۱ سال بعد، هنوز برخی زخم‌ها باز هستند (فیلم)

فیلم های دیگر