اما با پیشرفت علم، محققان در حال کشف شیمی پیشزیستی در مکانهای متنوعتری هستند، از جمله خود فضا. تحقیقات جدید نشان میدهد که برخی از مواد شیمیایی پیشزیستی، که بخشی از دستورالعمل حیات هستند، میتوانند در خلاء سرد فضا شکل بگیرند.
محققان آسترو شیمی دانشگاه هاوایی آزمایشهایی را در آزمایشگاه شبیهسازی شرایط در ابرهای گازی بینستارهای انجام دادند. آنها میخواستند بررسی کنند که آیا مولکولهای پیشزیستی خاصی که در متابولیسم نقش دارند میتوانند در این ابرهای سرد تشکیل شوند یا خیر. آنها کشف کردند که مجموعه کاملی از اسیدهای کربوکسیلیک پیچیده تنها در چند میلیون سال در این ابرها شکل گرفتهاند.
تحقیقات تحت عنوان “منشاء غیر زیستی میانتهیهای چرخه اسید سیتریک” در “مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم” منتشر شد. نویسنده اصلی این تحقیق میسون مکآنالی از آزمایشگاه آسترو شیمی W.M. Keck در دانشگاه هاوایی مانوا است.
این تحقیق بر شیمی مرتبط با چرخه کربس، که به نام چرخه اسید سیتریک هم شناخته میشود، تمرکز دارد. این مسیر متابولیکی در یوکاریوتها برای تولید انرژی حیاتی است. موجودات هوازی از آن برای تبدیل غذا به انرژی استفاده میکنند.
تحقیقات دیگر نشان دادهاند که ذرات ریز گرد و غبار در ابرهای گاز سرد به عنوان مکانهای واکنش برای تشکیل مولکولهای زیستی عمل میکنند. به محض اینکه دانشمندان بیشتر در مورد این فرایند یاد میگیرند، متوجه میشوند که این ابرهای گازی میزبان غنای شگفتآوری از مولکولهای آلی هستند. این کار به گسترش این درک کمک میکند.
محققان مینویسند: “شیمی ابرهای مولکولی سرد فوقالعاده غنی از مولکولهای آلی پیچیده است.” “با شبیهسازی شرایط نانوذرات پوشیده از یخ در این مناطق سرد فضا، آزمایشهای شبیهسازی آزمایشگاهی شواهد قانعکنندهای از سنتز مجموعه کامل آلیهای چرخه اسید سیتریک در یخهای آنالوگ بینستارهای که در معرض تابش یونیزهکننده قرار گرفتهاند، فراهم میکنند.”
بر اساس نظریه، مواد شیمیایی درگیر در چرخه کربس پیش از حیات شکل گرفتهاند. دانشمندان سعی کردهاند منشأ مولکولی تنفس را درک کنند. این مواد ممکن است به طور غیرزیستی شکل گرفته و سپس توسط موجودات اولیه بهکار گرفته شده باشند.
نویسندگان در مقاله خود مینویسند: “وابستگی همه موجودات زنده امروزی به چرخه کربس نشان میدهد که این چرخه توسط نخستین موجودات زنده زمین پذیرفته شده است.” “اگر این مولکولها برای تشکیل نخستین سیستمهای متابولیکی ضروری باشند، سنتز غیرزیستی این مولکولها میتواند کلید ایجاد زمینهای برای ظهور تکامل بیوشیمیایی باشد.”
چند ماه پیش، فضاپیمای هایابوسا ۲ از سیارک ریگو نمونههایی به زمین آورد که حاوی اسیدهای کربوکسیلیک مرتبط با چرخه کربس بودند. این امر بر این فرضیه تاکید میکند که مواد شیمیایی چرخه کربس میتوانند در فضا تشکیل شوند.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) مولکولهای سادهای را در یخهای بینستارهای کشف کرده است، از جمله متان، دیاکسید کربن، آب و متانول. تابش اشعههای کیهانی که بر این مواد اثر میگذارند، میتواند آنها را به مولکولهای آلی در چرخه کربس تبدیل کند.
برای آزمایش بیشتر این نتایج و ایدهها، محققان شرایط ابرهای مولکولی را با فریز کردن گازها به دمای نزدیک به صفر مطلق شبیهسازی کرده و سپس آنها را به اشعههای کیهانی شبیهسازیشده تاباندند. سپس، آنها به آرامی این گازها را گرم کردند تا انرژی ستارگان در حال شکلگیری در ابرها را شبیهسازی کنند. این آزمایشها تمام اسیدهای آلی چرخه کربس، از جمله اسیدهای کربوکسیلیک مونو، دی و تریکاربوکسیلیک را تولید کردند.
برخی از مولکولهای تولیدشده در این آزمایشها از نظر فراوانی مشابه آنچه در سیارک ریگو یافت شده، هستند که این امر به تقویت ایده تولید مولکولهای چرخه کربس در ابرها کمک میکند. این مولکولها میتوانند به سیستمهای خورشیدی در حال شکلگیری منتقل شوند، جایی که سیارکها یا دنبالهدارها میتوانند آنها را به سیارات برسانند. این احتمالاً همان چیزی است که در زمین رخ داده است.
رالف کایزر، استاد شیمی در دانشگاه هاوایی مانوا، میگوید: “این کار نشان میدهد که مواد اولیه برای شیمی حیات ممکن است در فضا ساخته شده باشد، خیلی قبل از اینکه زمین حتی شکل بگیرد.” “با شبیهسازی این محیطهای فضا در هاوایی، دانشمندان دانشگاه هاوایی در حال کمک به کشف چگونگی آغاز حیات نه تنها در زمین، بلکه در هر نقطه از جهان هستند.”
نویسندگان مقاله در پایان مینویسند: “این نتایج طبیعت ارتباطدار فیزیک نجومی، شیمی و زیستشناسی را در ظهور تکامل در زمین ابتدایی نشان میدهند و ارتباط بین آستروبیولوژی و زیستشناسی تکاملی را تعریف میکنند.”
شیمی پیچیده این محیطها نه تنها بر تکامل خود ما نور میافکند، بلکه امکان تکامل در سایر دنیاها را نیز باز میکند.
