دانشمندان ساختارهای شبیهژل را شناسایی کردند که میتوانند محرک اولیهٔ حیات بر روی زمین باشند
ژلهای سطحی میتوانستند ساختار و شیمی لازم برای استقرار حیات بر روی زمین — و شاید در مکانهای دیگر — را فراهم کنند.
حیات برای اولین بار چگونه شکل گرفت؟ گروهی از دانشمندان ژاپن، مالزی، بریتانیا و آلمان پیشنهاد میکنند که پاسخ ممکن است در ژلهای چسبناک اولیه نهفته باشد که پیش از پیدایش اولین سلولها به سطوح میچسبیدند.
یافتههایشان رویکردی نو برای تفکر دربارهٔ پیدایش حیات در زمین ارائه میدهند و همچنین تصورات ما را از اینکه حیات چگونه میتواند در سایر جهانها ظاهر شود، گسترش میدهند.
پژوهش بهتازگی در مجله ChemSystemsChem منتشر شد.
منشأ حیات همچنان یکی از رازهای دیرینهٔ علمی است. هرچند مشاهده مستقیم اولین لحظات شکلگیری حیات امکانپذیر نیست، پژوهشگران به ساختن سناریوهایی واقعگرایانه مبتنی بر شیمی، فیزیک و زمینشناسی ادامه میدهند.
«در حالی که بسیاری از نظریهها بر کارکرد بیومولکولها و بیوپلیمرها متمرکز هستند، نظریهٔ ما به جای آن نقش ژلها را در ابتدای پیدایش حیات در نظر میگیرد»، گفت تونی زد. جیا، استاد دانشگاه هیروشیما و همنویسندهٔ اصلی مقاله.
معرفی چارچوب «ژل پیشزیستی-اول»
در مدل پیشنهادی «ژل پیشزیستی ابتدا»، تیم شرح میدهد که حیات ممکن است در ماتریکسهای ژل متصل به سطح — موادی چسبناک و نیمهجامد که شبیه به بیوفیلمهای میکروبی مدرن هستند — بهوجود آمده باشد. این بیوفیلمها لایههای نازک میکروبی هستند که بهطور عمومی بر روی سنگها، سطوح برکهها و حتی مواد مصنوعی یافت میشوند.
با تکیه بر شیمی ماده نرم و بینشهای زیستشناسی مدرن، این پژوهش ادعا میکند که ژلهای اولیه میتوانستند ساختار و عملکرد لازم را برای سیستمهای شیمیایی نخستین فراهم سازند تا پیش از ظهور اولین سلولها، بهتدریج پیچیدهتر شوند.
با بهدست آوردن و سازماندهی مولکولها، ژلهای پیشزیستی میتوانستند موانع کلیدی شیمی پیش از حیات را از طریق ایجاد تمرکز مولکولی، نگهداری انتخابی و بافر کردن محیطی برطرف کنند. در این ژلها، سیستمهای شیمیایی اولیه میتوانستند رفتارهای پیشمتابولیک و خودتکثیری را توسعه دهند که بستر تحول زیستی را میسازد.
«این تنها یکی از بسیاری از نظریهها در فضای وسیع پژوهشهای مربوط به منشا حیات است»، گفت کوهان چاندرو، پژوهشگر مرکز علوم فضایی، دانشگاه ملی مالزی (UKM) و همنویسندهٔ اصلی این مطالعه. «با این حال، از آنجا که نقش ژلها بهطور عمده نادیده گرفته شده است، ما میخواهیم مطالعات پراکنده را بهیک روایت منسجم ترکیب کنیم که ژلهای اولیه را بهعنوان نقطهٔ کانونی بحث قرار دهد.»
پیامدهای جستوجوی حیات در خارج از زمین
پژوهشگران این ایده را به استروبیولوژی نیز تعمیم میدهند و پیشنهاد میکنند که سامانههای شبیهژل میتوانند در سیارات دیگر وجود داشته باشند. این «زنو‑فیلم»های احتمالی میتوانند معادلهای غیرزمینی بیوفیلمها باشند که از بلوکهای شیمیایی متفاوتی ساخته شدهاند که بهطور منحصر بهفرد در هر مکان در دسترس هستند. این چشمانداز حوزهٔ جستوجوی حیات توسط دانشمندان در خارج از زمین را گسترش میدهد؛ بهطوری که شاید ساختارها، نه لزوماً ترکیبات شیمیایی خاص، هدف بعدی مأموریتهای شناسایی حیات باشند.
تیم قصد دارد مدل خود را بهصورت تجربی بررسی کند؛ با بررسی چگونگی شکلگیری چنین ژلهایی که از مواد شیمیایی ساده تشکیل میشوند، در شرایط اولیهٔ زمین، و ویژگیهایی که این ژلها میتوانستند به سامانههای شیمیایی نوظهور ارائه دهند.
«امیدواریم کار ما دیگران در این حوزه را بهسوی بررسی بیشتر این نظریه و سایر نظریههای کمتر کاوششدهٔ منشا حیات ترغیب کند!»، گفت رامونا خانوم، همنویسندهٔ اصلی مقاله و کارآموز پیشین در دانشگاه ملی مالزی (UKM).
منبع: «ژلهای پیشزیستی بهعنوان گهوارهٔ حیات» توسط رامونا خانوم، نیرمل ساتیاسیلان، ناوانیسوارن تارومن، ترنس پی. کی، کریستین مایر، پی. سوتیثا منن، تونی زد. جیا و کوهان چاندرو، ۱۹ نوامبر ۲۰۲۵، ChemSystemsChem.
DOI: 10.1002/syst.202500038
منابع مالی: حمایت پژوهشی تحرک دانشگاه لیدز، بنیاد الکساندر فون هومبولت، انجمن ژاپن برای ترویج علم، بنیاد میزوهو برای ترویج علم
هرگز یک پیشرفت مهم را از دست ندهید: در خبرنامه SciTechDaily مشترک شوید.
ما را در گوگل و اخبار گوگل دنبال کنید.