Τα δομικά στοιχεία της ζωής μπορούν, και έχουν, συναρμολογηθεί αυθόρμητα κάτω από τις σωστές συνθήκες. Αυτό ονομάζεται αυθόρμητη παραγωγή ή αβιογένεση. Φυσικά, πολλές από τις λεπτομέρειες παραμένουν κρυμμένες σε εμάς και δεν ξέρουμε ακριβώς πώς συνέβησαν όλα αυτά. Ή πόσο συχνά θα μπορούσε να συμβεί.
Οι θρησκείες του κόσμου έχουν διαφορετικές ιδέες για το πώς εμφανίστηκε η ζωή, φυσικά, και επικαλούνται τα μαγικά χέρια διαφόρων υπερφυσικών θεών για να τα εξηγήσουν όλα. Αλλά αυτές οι εξηγήσεις, ενώ οι πολύχρωμες ιστορίες, αφήνουν πολλούς από εμάς δυσαρεστημένους. «Πώς προέκυψε η ζωή» είναι ένα από τα πιο συναρπαστικά ερωτήματα της ζωής και ένα με το οποίο παλεύει συνεχώς η επιστήμη.
Ο Tomonori Totani είναι ένας επιστήμονας που βρίσκει αυτό το ερώτημα συναρπαστικό. Ο Τοτάνι είναι καθηγητής Αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Έχει γράψει ένα νέο έγγραφο με τίτλο «Εμφάνιση της ζωής σε ένα πληθωριστικό σύμπαν». Δημοσιεύεται στο Nature Scientific Reports.
Το έργο του καθηγητή Totani βασίζεται σε μεγάλο βαθμό σε δύο έννοιες. Το πρώτο είναι η τεράστια ηλικία και το μέγεθος του Σύμπαντος, πώς διογκώνεται με την πάροδο του χρόνου και πόσο πιθανό είναι να συμβούν γεγονότα. Το δεύτερο είναι RNA. Συγκεκριμένα, πόσο καιρό χρειάζεται μια αλυσίδα νουκλεοτιδίων για να «περιμένουμε μια αυτοδιπλασιαζόμενη δραστηριότητα» όπως λέει η εφημερίδα.
Η εργασία του Totani, όπως σχεδόν όλες οι εργασίες για την αβιογένεση, εξετάζει τα βασικά συστατικά της ζωής στη Γη: RNA ή ριβονουκλεϊκό οξύ. Το DNA θέτει τους κανόνες για το πώς διαμορφώνονται οι ατομικές μορφές ζωής, αλλά το DNA είναι πολύ πιο περίπλοκο από το RNA. Το RNA είναι ακόμα πιο περίπλοκο, κατά τάξεις μεγέθους, από τα ακατέργαστα χημικά και μόρια που βρίσκονται στο διάστημα ή στην επιφάνεια ενός πλανήτη ή ενός φεγγαριού. Αλλά η απλότητά του σε σύγκριση με το DNA το καθιστά πιο πιθανό να συμβεί μέσω της αβιογένεσης.
Υπάρχει επίσης μια θεωρία στην εξέλιξη που λέει ότι αν και το DNA φέρει τις οδηγίες για την οικοδόμηση ενός οργανισμού, είναι το RNA που ρυθμίζει τη μεταγραφή αλληλουχιών DNA. Ονομάζεται εξέλιξη που βασίζεται στο RNA και λέει ότι το RNA υπόκειται στη φυσική επιλογή του Δαρβίνου και είναι επίσης κληρονομικό. Αυτή είναι η λογική πίσω από την εξέταση του RNA έναντι του DNA.
Το RNA είναι μια αλυσίδα χημικών ουσιών γνωστών ως νουκλεοτίδια. Μερικές έρευνες δείχνουν ότι μια αλυσίδα νουκλεοτιδίων πρέπει να είναι τουλάχιστον 40 έως 100 νουκλεοτίδια πολύ πριν μπορέσει να υπάρξει η αυτοαναπαραγόμενη συμπεριφορά που ονομάζεται ζωή. Με την πάροδο του χρόνου, αρκετά νουκλεοτίδια μπορούν να σχηματίσουν μια αλυσίδα για να ικανοποιήσουν αυτήν την απαίτηση μήκους. Αλλά το ερώτημα είναι, υπήρξε αρκετός χρόνος στη ζωή του Σύμπαντος; Λοιπόν, είμαστε εδώ, οπότε η απάντηση πρέπει να είναι ναι, έτσι δεν είναι;
Αλλά περίμενε. Σύμφωνα με ένα δελτίο τύπου που ανακοινώνει αυτό το νέο έγγραφο, «… οι τρέχουσες εκτιμήσεις δείχνουν ότι ο μαγικός αριθμός των 40 έως 100 νουκλεοτιδίων δεν θα έπρεπε να ήταν δυνατός στον όγκο του χώρου που θεωρούμε το παρατηρήσιμο σύμπαν».
Το κλειδί εδώ είναι ο όρος «παρατηρήσιμο σύμπαν».
«Ωστόσο, υπάρχουν περισσότερα για το σύμπαν από το παρατηρήσιμο», είπε ο Totani. «Στη σύγχρονη κοσμολογία, συμφωνείται ότι το σύμπαν υποβλήθηκε σε μια περίοδο ταχείου πληθωρισμού παράγοντας μια τεράστια περιοχή επέκτασης πέρα από τον ορίζοντα αυτού που μπορούμε να παρατηρήσουμε άμεσα. Η προσθήκη αυτού του μεγαλύτερου όγκου σε μοντέλα αβιογένεσης αυξάνει σημαντικά τις πιθανότητες εμφάνισης ζωής ».
Το Σύμπαν μας δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια του Big Bang, ενός μοναδικού γεγονότος για τον πληθωρισμό. Σύμφωνα με την εφημερίδα Totani, το σύμπαν μας «πιθανότατα περιλαμβάνει περισσότερα από 10100 Αστέρια που μοιάζουν με τον ήλιο », ενώ το παρατηρήσιμο Σύμπαν περιέχει μόνο περίπου 10 sextillion (10)22) αστέρια. Γνωρίζουμε ότι η ζωή έχει συμβεί τουλάχιστον μία φορά, οπότε δεν αμφισβητείται ότι η αβιογένεση εμφανίστηκε τουλάχιστον μία ακόμη φορά, ακόμα και αν οι πιθανότητες είναι ελάχιστα.
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, η ποσότητα της ύλης στο παρατηρήσιμο Σύμπαν θα πρέπει να μπορεί να παράγει μόνο RNA μήκους 20 νουκλεοτιδίων, πολύ κάτω από τον αριθμό 40 έως 100. Αλλά λόγω του ραγδαίου πληθωρισμού, μεγάλο μέρος του Σύμπαντος δεν μπορεί να παρατηρηθεί. Είναι πολύ μακριά για να φτάσει το φως από τη Μεγάλη Έκρηξη. Όταν οι κοσμολόγοι προσθέτουν τον αριθμό των αστεριών στο παρατηρήσιμο Σύμπαν με τον αριθμό των αστεριών στο μη παρατηρήσιμο Σύμπαν, ο αριθμός που προκύπτει είναι 10100 Αστέρια σαν τον ήλιο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει πολύ περισσότερη ύλη στο παιχνίδι, και η αβιογενής δημιουργία αρκετά μακρών αλυσίδων RNA δεν είναι μόνο δυνατή, αλλά πιθανή, ή ακόμη και αναπόφευκτη.
Στην εργασία του, ο καθηγητής Totani δηλώνει τη βασική σχέση που βρίσκεται υπό διερεύνηση. «Εδώ, προκύπτει μια ποσοτική σχέση μεταξύ του ελάχιστου μήκους RNAμεγάλοελάχ απαιτείται να είναι το πρώτο βιολογικό πολυμερές και το μέγεθος του σύμπαντος που απαιτείται για να αναμένεται ο σχηματισμός ενός τόσο μακρού και δραστικού RNA προσθέτοντας τυχαία μονομερή. "
Μπερδεύει; Ακολουθεί μια ελπιδοφόρα πιο εύχρηστη σύνοψη.
«Επομένως, εάν στο μέλλον ανακαλυφθούν εξωγήινοι οργανισμοί διαφορετικής προέλευσης από εκείνους στη Γη, αυτό θα συνεπάγεται έναν άγνωστο μηχανισμό για τον πολυμερισμό των νουκλεοτιδίων πολύ πιο γρήγορα από τις τυχαίες στατιστικές διαδικασίες».
Καθηγητής Tomonori Totani, Πανεπιστήμιο του Τόκιο
Το Σύμπαν είναι μεγαλύτερο από το παρατηρήσιμο τμήμα του και πιθανότατα περιέχει 10100 Αστέρια σαν τον ήλιο. Για την πιθανότητα αβιοτικής δημιουργίας RNA σε πλανήτη που μοιάζει με τη Γη να είναι ίσο με 1 ή ενότητα, τότε το ελάχιστο μήκος νουκλεοτιδίων πρέπει να είναι μικρότερο από περίπου 20 νουκλεοτίδια, το οποίο είναι πολύ μικρότερο από το αρχικά δηλωμένο ελάχιστο των 40 νουκλεοτιδίων.
Αλλά οι επιστήμονες δεν πιστεύουν ότι το RNA μόνο 20 νουκλεοτίδια μπορεί να αυτοαναπαράγεται, τουλάχιστον όχι από την πλευρά μας ως παρατηρητές της επίγειας ζωής. Όπως λέει ο Τόταν στην εφημερίδα του, «Επομένως, εάν στο μέλλον ανακαλυφθούν εξωγήινοι οργανισμοί διαφορετικής προέλευσης από εκείνους στη Γη, αυτό θα σήμαινε έναν άγνωστο μηχανισμό στην εργασία για τον πολυμερισμό των νουκλεοτιδίων πολύ πιο γρήγορα από τις τυχαίες στατιστικές διαδικασίες».
Ποια θα ήταν αυτή η διαδικασία;
Ποιος ξέρει, αλλά αυτό είναι πιθανώς ένα σημείο καμπής όπου οι άνθρωποι της πίστης μπορούν να κτυπήσουν και να πουν, "Γιατί ο Θεός, φυσικά."
Η δουλειά του Totani δεν παρέχει καμία απάντηση. Όμως, όπως πολλές επιστημονικές εργασίες, βοηθά στη βελτίωση της ερώτησης και προσκαλεί άλλους να τη μελετήσουν.
«Όπως πολλοί σε αυτόν τον τομέα της έρευνας, με καθοδηγεί η περιέργεια και τα μεγάλα ερωτήματα», δήλωσε ο Totani. «Ο συνδυασμός της πρόσφατης έρευνάς μου για τη χημεία RNA με τη μακρά ιστορία της κοσμολογίας με οδηγεί να συνειδητοποιήσω ότι υπάρχει ένας εύλογος τρόπος που το σύμπαν πρέπει να έχει περάσει από μια αβιοτική (άψυχη) κατάσταση σε ένα βιοτικό. Είναι μια συναρπαστική σκέψη και ελπίζω ότι η έρευνα μπορεί να βασιστεί σε αυτό για να αποκαλύψει την προέλευση της ζωής. "
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Είναι η ζωή ένα παιχνίδι τύχης; Η μελέτη αποκαλύπτει ότι η ζωή στο σύμπαν θα μπορούσε να είναι κοινή, αλλά όχι στη γειτονιά μας
- Ερευνητικό έγγραφο: Η εμφάνιση της ζωής σε ένα πληθωριστικό σύμπαν
- Space Magazine: Το σύμπαν θα μπορούσε να είναι 250 φορές μεγαλύτερο από ό, τι είναι παρατηρήσιμο
