کود کیهانی که منشا حیات را تقویت کرد

Iceland’s Vatnajökull glacier. Credit: Dr Martin Suttle
Iceland’s Vatnajökull glacier. Credit: Dr Martin Suttle دانش آگاهی پلی به سوی دانایی
تا جایی که می‌دانیم، جرقه آغاز حیات آن‌قدر پدیده نادریست که تنها یک‌بار و آن هم روی زمین رخ داده است. پرسش‌ها در مورد اینکه حیات چگونه شکل گرفت و واکنش‌های ژئوشیمیایی در چه محیطی به وجود آمدند جزو سوالات بنیادین حوزه‌های اخترزیست‌شناسی، شیمی آلی و زمین‌شناسی به شمار می‌روند. آب مایع یکی از ترکیبات کلیدی دراین‌باره است که قابلیت حل کردن و انتقال مواد شیمیایی به درون و بیرون سلول را دارد و از همین رو، تصور ما بر این است که ریشه حیات نخستین را می‌توان در محیط‌های آبی پیدا کرد.

تا جایی که می‌دانیم، جرقه آغاز حیات آن‌قدر پدیده نادریست که تنها یک‌بار و آن هم روی زمین رخ داده است. پرسش‌ها در مورد اینکه حیات چگونه شکل گرفت و واکنش‌های ژئوشیمیایی در چه محیطی به وجود آمدند جزو سوالات بنیادین حوزه‌های اخترزیست‌شناسی، شیمی آلی و زمین‌شناسی  شمار می‌روند.

آب مایع یکی از ترکیبات کلیدی دراین‌باره است که قابلیت حل کردن و انتقال مواد شیمیایی به درون و بیرون سلول را دارد و از همین رو، تصور ما بر این است که ریشه حیات نخستین را می‌توان در محیط‌های آبی پیدا کرد. جایی در اعماق اقیانوس‌های اولیه مانند آنچه الکساندر اوپارین به آن باور داشت و شاید همانطور که داروین فرض کرده بود، در آب‌های محصور و محدود.

به تازگی یک پژوهش پیشگامانه با هدایت دکتر گریک والتون از دانشگاه کمبریج و ETH زوریخ با حمایت دکتر مارتین ساتل از Open University (OU) در مجله Nature Astronomy چاپ شده است که نگاه رایج درباره منشاء حیات را به چالش می‌کشد.

این محققان می‌‎پرسند آیا فرایند رسوب‌گذاری طبیعی همان‌طور که سواحل یا تپه‌های شنی را شکل می‌دهد، ‌می‌توانسته با ذرات غبار کیهانی به زمین آمده هم رفتار مشابهی داشته باشد و بدین ترتیب در آغاز حیات ایفای نقش کند؟

گرد و غبار‌های کیهانی که از سیارک‌ها و دنباله‌دارها جدا می‌شوند و پیوسته به زمین می‌رسند حامل مواد آلی فراوانی هستند. جریان غبارهای فرازمینی در گذشته‌های دور بسیار بیشتر از امروز بود اما تا همین اواخر تصور می‌شد غلظت ‌آن‌ها برای بارور کردن حیات روی زمین کافی نیست. با این حال، اعضای تیم تحقیق با انجام یک مطالعه ترکیبی اخترفیزیکی و مدل‌سازی زمین‌شناسی، توانایی فرایندهای رسوب‌گذاری و نقش کلیدی آن در گردآوری غبار کیهانی در نواحی غنی از مواد مغذی را نشان داد. برای مثال، آب جمع شده از ذوب یخ روی صفحات یخی ممکن است یکی از مکان‌هایی باشد که در آن مواد مناسب برای آغاز حیات توسط غبار فرازمینی تامین شده است.

دکتر مارتین ساتل، مدرس علوم سیاره‌ای درباره اهمیت یافته‌های جدید می‌گوید:

"ریز شهاب‌سنگ‌ها منبع جذابی از مواد مغذی برای حیات نخستین هستند، اما از آنجایی که در همه‌جای زمین سقوط می‌کنند تا مدت‌ها تصور می‌شد به علت پراکندگی زیاد نمی‌توانند مفید بوده باشند. تحقیق ما این ایده را به چالش می‌کشد و پای ریز شهاب‌سنگ‌ها را دوباره به اخترزیست‌شناسی باز می‌کند."

دکتر گریک والتون از ETH زوریخ افرود:

" آزمایشات پیش‌زیستی (قبل از پیدایش حیات ) اغلب در ابعاد پودرهای بسیار واکنش‌پذیر آغاز می‌شوند، نه در موادی که مساحت پایینی دارند و مانند سنگ‌ها از واکنش‌پذیری کمی برخوردارند. غبار کیهانی یک سناریو طبیعی وسوسه‌کننده ایجاد ‌می‌کند: شباهت زیاد آن‌ها به پودرهای سنتزی احتمالا با شرایط مورد استفاده در آزمایشگاه برای پیشبرد ترکیب‌های پیش‌زیستی شباهت‌هایی دارد."

امروزه می‌توانیم تجمعاتی از میکروب‌ها را بیابیم که در دریاچه‌های سرد واقع در پایین‌دست یخچال‌های طبیعی در حال ذوب به خوبی رشد می‌کنند. این اشکال حیات، متکی به مواد مغذی بارورکننده‌ای هستند که امروزه بخش اندکی از آن توسط گرد و غبار کیهانی فراهم می‌شود.

موفقیت چشم‌گیر آن‌ها در یک محیط به شدت غیرمهمان‌نواز، فرضیه‌ قانع کننده‌ای را ارائه می‌دهد؛ آیا ممکن است در کنار هم قرار گرفتن عواملی مانند تجمع غبار کیهانی روی زمین، استخراج مواد مغذی درون آب یخچال‌ها و انبار شدن آن‌ها در دریاچه‌های بسته به بارورسازی واکنش‌های شیمیایی و سپس در ادامه، به آغاز حیات منجر شده باشند؟

منابع: