מדענים לפתח תיאוריה חדשה כיצד החיים התחילו על כדור הארץ

מדענים חושבים על 3.8 מיליארד שנה, קוקטייל של תרכובות אורגניות הצליח לבוא יחד בדרך כלשהי כדי ליצור את החיים הראשונים. אנחנו יודעים שזה היה פרימיטיבי מטומטם, אבל עדיין - זה היה החיים! אבל איך החיים האלה התפתחו, ובכן, אותנו תמיד היתה חקירה עכורה במקרה הטוב, אבל מחקר חדש שפורסם ביום שני ב תקשורת טבע על-ידי כימאים במכון המחקר של סקריפס בלה-ג'ולה, קליפורניה, עולה כי המסגרת של צורות חיים מורכבות יותר היתה קיימת על פני כדור הארץ עד לפני ארבעה מיליארד שנים, והם אפשרו את התגובות הכימיות הדרושות כדי לקיים את החיים הגבוהים יותר אנחנו יודעים את זה.

"זה היה קופסה שחורה בשבילנו", אמר ראמאנאראיאן קרישנמורתי כימאי ב- Scripps והכותב הראשי של המחקר החדש. "אבל אם אתה מתמקד בכימיה, השאלות של מקורות החיים הופכות פחות מרתיעות".

הכל מסתכם במחזור חומצת לימון - תהליך מטבולי הנמצא בכל אורגניזם נושם חמצן על הפלנטה. מחזור חומצת לימון (הידוע גם בשם מחזור קרבס או מחזור tricarboxylic חומצה) היא הדרך העיקרית אורגניזמים אלה לשחרר אנרגיה מאוחסנת. במשך הזמן הארוך ביותר, עם זאת, הוא חשב כי מחזור חומצת לימון היה בלתי אפשרי לרוץ עבור האורגניזמים הראשונים על כדור הארץ - על העובדה הפשוטה כי החומרים לא היה קיים אז. בעיקר, החמצן החופשי לא הופיע על הפלנטה, עד לפי הערכות המוקדמות ביותר, לפני 3.5 מיליארד שנה.

צוות המחקר חושב שאנחנו עלולים לטעות להניח את מחזור חומצת לימון היה בלתי אפשרי אז. בזרם חדש של ניסויים, הם מתארים כיצד שני תהליכים כימיים אחרים שאינם ביולוגיים, הנקראים מחזור ה- HKG והמחזור המלוני, היו יכולים לשמש להפעלת גרסה בסיסית יותר של מחזור חומצת לימון. מחזורי ה- HKG וה- malonate יכולים לשלב את אותם מוצרים סופיים של מחזור חומצת הלימון - חומצות אמינו ופחמן דו-חמצני - על ידי החלפת מולקולות אחרות שאינן ביולוגיות.

הצוות מאמין כי כאשר מולקולות ביולוגיות כמו אנזימים החלו לתמוך, אורגניזמים יכלו להתחיל להחליף את היסודות הלא ביולוגיים עם אלה ביולוגיים, כדי להפעיל מחזור מטבולי יעיל יותר, אלגנטי: מחזור חומצת לימון.

זה לא אומר כי זה מוקדם החיים על כדור הארץ היה לייצר אנרגיה. המעגל המשולב של HKG-malonate הוא עדיין תהליך לא ביולוגי. אבל מה זה אומר כי הכימיה של מחזור חומצת לימון נראה כבר הוקמו זמן רב לפני צורות נשימה חמצן הצליח להמציא אותו. במקום ליצור את מחזור חומצת לימון מאפס, החיים עשויים התפתחו פשוט לאמץ גרסה מוקדמת של אותו ולהחליף כמה אלמנטים ביולוגיים עם אלה ביולוגיים, כדי ליצור דרך חזקה יותר כדי לאסוף את האנרגיה.

ואם זה המצב, הדרך בה אנו חושבים על התפתחות החיים יכולה להיות שונה בתכלית. יש צורך במחקר נוסף, כמובן, כדי לקבוע אם תגובות כימיות ראשוניות אלו היו יכולות להתפתח ממש למחזור חומצת לימון, אך לכל הפחות המחקר החדש הזה הוא דוגמה לכך שהארץ הקדומה ממשיכה להיות תוססת יותר, מורכבת המערכת ממה שחשבנו.

אם אתה אוהב את המאמר הזה, לבדוק את זה וידאו של 99 מיליון שנה בן דינוזאור מאובנים.