Πριν υπήρχε ζωή όπως τη γνωρίζουμε, υπήρχαν μόρια. Αλλά το πλήθος των βημάτων που οδηγούν σε αυτήν τη μετάβαση παρέμεινε ένα από τα αγαπημένα μυστήρια της επιστήμης.
Νέα έρευνα δείχνει ότι τα δομικά στοιχεία της ζωής - πρεβιοτικά μόρια - μπορεί να σχηματιστούν στην ατμόσφαιρα των πλανητών, όπου η σκόνη παρέχει μια ασφαλή πλατφόρμα για να σχηματιστεί και διάφορες αντιδράσεις με το περιβάλλον πλάσμα παρέχουν αρκετή ενέργεια απαραίτητη για τη δημιουργία ζωής.
«Εάν ο σχηματισμός της ζωής είναι σαν ένα παζλ - ένα πολύ μεγάλο και περίπλοκο παζλ - θα ήθελα να φανταστώ τα πρεβιοτικά μόρια ως μερικά από τα μεμονωμένα κομμάτια του παζλ», δήλωσε ο καθηγητής του St. Andrews, Dr. Craig Stark. «Βάζοντας τα κομμάτια μαζί σχηματίζετε πιο περίπλοκες βιολογικές δομές κάνοντας μια πιο καθαρή, πιο αναγνωρίσιμη εικόνα. Και όταν όλα τα κομμάτια είναι στη θέση τους, η εικόνα που προκύπτει είναι η ζωή. "
Προς το παρόν πιστεύουμε ότι τα πρεβιοτικά μόρια σχηματίζονται στους μικροσκοπικούς κόκκους πάγου στο διαστρικό διάστημα. Αν και αυτό φαίνεται να έρχεται σε αντίθεση με την εύκολα αποδεκτή πεποίθηση ότι η ζωή στο διάστημα είναι αδύνατη, η επιφάνεια του κόκκου παρέχει πραγματικά ένα ωραίο φιλόξενο περιβάλλον για τη ζωή, καθώς προστατεύει τα μόρια από την επιβλαβή διαστημική ακτινοβολία.
«Τα μόρια σχηματίζονται στην επιφάνεια της σκόνης από την προσρόφηση ατόμων και μόρια από το περιβάλλον αέριο», δήλωσε ο Stark στο Space Magazine. "Εάν τα κατάλληλα συστατικά για να φτιάξετε μια συγκεκριμένη μοριακή ένωση είναι διαθέσιμα και οι συνθήκες είναι σωστές, είστε στην επιχείρηση."
Σύμφωνα με τις «συνθήκες», ο Stark υπαινίσσεται το δεύτερο απαραίτητο συστατικό: ενέργεια. Τα απλά μόρια που γεμίζουν τον γαλαξία είναι σχετικά σταθερά. χωρίς απίστευτη ποσότητα ενέργειας δεν θα σχηματίσουν νέους δεσμούς. Θεωρήθηκε ότι η ζωή θα μπορούσε να σχηματιστεί σε αστραπές και ηφαιστειακές εκρήξεις για αυτόν ακριβώς τον λόγο.
Έτσι ο Στάρκ και οι συνάδελφοί του γύρισαν τα μάτια τους στην ατμόσφαιρα των εξωπλανητών, όπου η σκόνη βυθίζεται σε ένα πλάσμα γεμάτο θετικά ιόντα και αρνητικά ηλεκτρόνια. Εδώ οι ηλεκτροστατικές αλληλεπιδράσεις σωματιδίων σκόνης με πλάσμα μπορεί να παρέχουν την υψηλή ενέργεια που απαιτείται για το σχηματισμό πρεβιοτικών ενώσεων.
Σε ένα πλάσμα ο κόκκος σκόνης θα απορροφήσει τα ελεύθερα ηλεκτρόνια γρήγορα, φορτίζοντας αρνητικά. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ηλεκτρόνια είναι ελαφρύτερα και επομένως ταχύτερα από τα θετικά ιόντα. Μόλις ο κόκκος σκόνης φορτιστεί αρνητικά, θα προσελκύσει μια ροή θετικών ιόντων, η οποία θα επιταχυνθεί προς το σωματίδιο σκόνης και θα συγκρουστεί με περισσότερη ενέργεια από ό, τι σε ένα ουδέτερο περιβάλλον.
Για να το δοκιμάσουν αυτό, οι συγγραφείς μελέτησαν ένα παράδειγμα ατμόσφαιρας, το οποίο τους επέτρεψε να εξετάσουν τις διάφορες διεργασίες που μπορεί να μετατρέψουν το ιονισμένο αέριο σε πλάσμα, καθώς και να προσδιορίσουν εάν το πλάσμα θα οδηγούσε σε αρκετά ενεργητικές αντιδράσεις.
«Ως απόδειξη της αρχής, εξετάσαμε την ακολουθία χημικών αντιδράσεων που οδηγούν στο σχηματισμό της απλούστερης γλυκίνης αμινοξέων», δήλωσε ο Stark. Τα αμινοξέα είναι μεγάλα παραδείγματα πρεβιοτικών μορίων επειδή απαιτούνται για το σχηματισμό πρωτεϊνών, πεπτιδίων και ενζύμων.
Τα μοντέλα τους έδειξαν ότι «τα ιόντα πλάσματος μπορούν πράγματι να επιταχυνθούν σε επαρκείς ενέργειες που υπερβαίνουν τις ενέργειες ενεργοποίησης για το σχηματισμό φορμαλδεΰδης, αμμωνίας, υδροκυανίου και τελικά της γλυκίνης αμινοξέων», δήλωσε ο Stark στο Space Magazine. "Αυτό μπορεί να μην ήταν δυνατό αν το πλάσμα απουσίαζε."
Οι συγγραφείς απέδειξαν ότι με μέτριες θερμοκρασίες στο πλάσμα, υπάρχει αρκετή ενέργεια για να σχηματίσει το πρεβιοτικό μόριο γλυκίνη. Οι υψηλότερες θερμοκρασίες μπορούν επίσης να επιτρέψουν πιο πολύπλοκες αντιδράσεις και συνεπώς πιο περίπλοκα πρεβιοτικά μόρια.
Ο Στάρκ και οι συνάδελφοί του επέδειξαν μια βιώσιμη πορεία προς το σχηματισμό ενός πρεβιοτικού μορίου, και επομένως της ζωής, σε φαινομενικά κοινές συνθήκες. Ενώ η προέλευση της ζωής μπορεί να παραμείνει ένα από τα αγαπημένα μυστήρια της επιστήμης, συνεχίζουμε να αποκτούμε μια καλύτερη κατανόηση, ένα κομμάτι παζλ κάθε φορά.
Το έγγραφο έγινε αποδεκτό για δημοσίευση στο περιοδικό Astrobiology και είναι διαθέσιμο για λήψη εδώ.
