كيف بدأت الحياة؟.. دراسة جديدة تكشف نشأة الحمض النووي الريبي في كوكبنا القديم

يعد الانتقال من الكيمياء البسيطة إلى البيولوجيا المعقدة للجزيئات التي أنشأت الحياة لغزا يحاول العلماء حله منذ سنوات عديدة.

تفترض دراسة حديثة نُشرت في مجلة PNAS أن الظروف على الأرض قبل حوالي 4.3 مليار سنة كانت مواتية للتكوين الطبيعي للحمض النووي الريبي (RNA)، الجزيء المعلوماتي الأول القادر على دعم العمليات البيولوجية والتطور.

كان الغلاف الجوي للأرض آنذاك يتألف بشكل رئيسي من ثاني أكسيد الكربون، النيتروجين، بخار الماء، وثاني أكسيد الكبريت، والتي تعرضت لاختزال كيميائي نتيجة صدمات كويكبات قوية، مما خلق ظروفا مؤقتة ملائمة لتكوين RNA تلقائيا.

ولعب معدن البورات دورا غير متوقع في هذه العملية، إذ كان يُعتقد سابقا أن هذه المعادن تعيق العمليات الحيوية قبل ظهور الحياة. لكن التجارب أظهرت أن البورات ساعد في سير التفاعلات الكيميائية من خلال إزالة المنتجات الثانوية والحفاظ على الرقم الهيدروجيني (pH) المناسب لتخليق RNA.

مراجعة فرضية "عالم RNA"

في مجال الكيمياء ما قبل الحيوية، تعد فرضية "عالم RNA" من أبرز النظريات، والتي تفترض أن RNA ظهر قبل الحمض النووي (DNA) والبروتينات، ولعب دورا مزدوجا كقالب جيني ومحفز كيميائي، مما مكن أشكال الحياة الأولى من التكاثر الذاتي.

الدراسة الجديدة اعتمدت على نموذج التخليق المتقطع (DSM)، الذي يوضح كيف يمكن أن يتكون RNA في ظروف الأرض المبكرة أو المريخ المبكر. يشمل النموذج ست مراحل مترابطة، بدءًا من تحويل الغازات في الغلاف الجوي إلى سكريات البنتوز، وصولا إلى ربط السلائف النيوكليوتيدية للـ RNA في سلاسل على سطح الزجاج البازلتي البركاني.

محاكاة ظروف الأرض القديمة

سعى الباحثون للتحقق من إمكانية حدوث جميع المراحل الست بشكل طبيعي في البيئة المبكرة دون تدخل بشري. في المختبر، أعيد إنشاء أحواض مياه جوفية محاطة بالصخور البازلتية، تعرضت لفترات جفاف وغمر متكررة، وخلطت جميع المكونات في وعاء واحد لمحاكاة الظروف الحقيقية.

أظهرت التجارب أن المسار السداسي المراحل لنموذج DSM يمكن أن يسير بشكل مستقل في أحواض المياه الغنية بالبورات، مما يثبت إمكانية تكوين RNA بشكل مستمر وطبيعي على الأرض المبكرة.

المصدر: Naukatv.ru