Si lindi jeta në Tokë? Eksperimenti i përsëritur zbulon mundësi të reja

Në filmin Frankenstein të vitit 1931, Dr. Henry Frankenstein thërret triumfalisht “Ai është gjallë! Ai është gjallë!” Ndërsa rrufeja dhe bubullima goditën nga të gjitha anët, përbindëshi i Frankensteinit shtrihej në tryezën e laboratorit, kufoma e tij u kthye në jetë nga fuqia e energjisë elektrike.

Energjia elektrike mund të ketë qenë gjithashtu shkaku i shfaqjes së jetës në Tokë miliarda vjet më parë.

Toka është rreth katër miliardë vjet e gjysmë e vjetër, dhe dëshmia më e vjetër fosile e drejtpërdrejtë e jetës së lashtë – stromatolitët, ose organizmat mikroskopikë të ruajtur në shtresa të njohura si dyshekë mikrobialë – është rreth tre miliardë e gjysmë vjet e vjetër. Megjithatë, disa shkencëtarë dyshojnë se jeta ka lindur edhe më herët, nga akumulimi i molekulave organike në pellgjet primitive të ujit, një përzierje e quajtur ndonjëherë supa primordiale.

Por nga vjen ai material organik gjithsesi? Studiuesit propozuan dekada më parë se rrufeja shkaktoi reaksione kimike në oqeanet e Tokës së lashtë dhe prodhoi spontanisht molekula organike.

Tani, hulumtimi i ri i botuar në revistën Science Advances tregon se “mikrorrufeja” mezi e dukshme, e krijuar midis pikave të ujit, mund të jetë mjaft e fuqishme për të “gatuar” aminoacide nga materiali inorganik. Aminoacidet – molekulat organike që kombinohen për të formuar proteina – janë blloqet më themelore të ndërtimit të jetës dhe do të kishin qenë hapi i parë drejt evolucionit të jetës.

“Është e pranuar shkencërisht se pothuajse me siguri kërkohej një katalizator energjik për të lehtësuar disa nga reagimet në Tokën e hershme që çuan në jetë”, shpjegon astrobiologia dhe gjeobiologia Amy J. Williams, profesore e asociuar në Departamentin e Gjeoshkencave në Universitetin e Floridës. Për të formuar aminoacide, nevojiten atome të azotit që mund të lidhen me karbonin. Lirimi i atomeve nga gazi i azotit kërkon thyerjen e lidhjeve të forta molekulare dhe merr një sasi të madhe energjie, shtoi Williams, i cili nuk ishte i përfshirë në kërkimin e ri.

“Rrufeja, ose në këtë rast, mikrorrufeja, ka energjinë për të thyer lidhjet molekulare dhe për këtë arsye lehtëson krijimin e molekulave të reja që janë vendimtare për origjinën e jetës në Tokë”, tha astrobiologu në një deklaratë për CNN.

Për të rindërtuar skenarin që mund të ketë prodhuar molekulat e para organike në Tokë, studiuesit përdorën eksperimente nga viti 1953 kur kimistët amerikanë Stanley Miller dhe Harold Urey shpikën një përzierje gazi që imitonte atmosferën e Tokës së lashtë.

Miller dhe Urey kombinuan amoniakun (NH3), metanin (CH4), hidrogjenin (H2) dhe ujin, e mbyllën këtë “atmosferë” në një sferë qelqi dhe e shkundën atë me energji elektrike, duke prodhuar aminoacide të thjeshta që përmbajnë karbon dhe azot. Eksperimenti Miller-Juray, siç njihet tani, mbështet teorinë shkencore të abiogjenezës: se jeta mund të lindë nga molekula jo të gjalla.

Për kërkimin e ri, shkencëtarët rishikuan eksperimentet e vitit 1953, por e kthyen vëmendjen e tyre tek aktiviteti elektrik në një shkallë më të vogël, tha autori i vjetër i studimit Dr. Richard Zehr, një profesor i shkencave natyrore dhe kimisë në Universitetin Stanford në Kaliforni. Zehr dhe kolegët e tij vëzhguan shkëmbimin e energjisë elektrike midis pikave të ujit që varionin në diametër nga një mikron në 20 mikron. (Gjerësia e flokëve të njeriut është 100 mikron.)

“Pikat e mëdha janë të ngarkuara pozitivisht. Pikat e vogla janë të ngarkuara negativisht,” shpjegoi profesori për CNN. “Kur pikat me ngarkesa të kundërta janë afër njëra-tjetrës, elektronet mund të kërcejnë nga pika e ngarkuar negativisht në rënien e ngarkuar pozitivisht.”

Studiuesit përzien amoniak, dioksid karboni, metan dhe azot në një top qelqi, më pas spërkatën gazrat me avull uji dhe regjistruan ndezje të dobëta mikrorrufeje në avull me një kamerë me shpejtësi të lartë. Kur ata ekzaminuan përmbajtjen e sferës, ata gjetën molekula organike me lidhje karbon-azoti. Këto përfshijnë aminoacidin glicinë dhe uracil, bazën nukleotide në ARN.

“Ne nuk zbuluam kiminë e re; ne në fakt riprodhuam të gjithë kiminë që bënë Miller dhe Urey në 1953,” thotë Zehr. Studiuesit nuk vëzhguan ndonjë fenomen të ri fizik, shton profesori – eksperimentet u bazuan në parimet e njohura të elektrostatikës.

“Ajo që bëmë për herë të parë ishte të pamë se pikat e vogla, kur formohen nga uji, në fakt lëshojnë dritë dhe marrin këtë shkëndijë”, thotë profesori. “Kjo është e re. Dhe kjo shkëndijë shkakton të gjitha llojet e transformimeve kimike.”

Rrufeja është një shfaqje dramatike e energjisë elektrike, por është gjithashtu sporadike dhe e paparashikueshme. Edhe në një Tokë të paqëndrueshme miliarda vjet më parë, goditjet e rrufesë mund të kenë qenë shumë të rralla për të prodhuar aminoacide në sasi të mjaftueshme për jetën – një fakt që ka vënë në dyshim teori të tilla në të kaluarën, thotë Prof. Zer.

Një skenar më i mundshëm është që mikrorrufetë e gjeneruara nga avulli vazhdimisht krijojnë aminoacide nga pishinat dhe pellgjet, ku molekulat mund të grumbullohen për të formuar molekula më komplekse, duke çuar përfundimisht në evolucionin e jetës.

“Mikro-shkarkimet midis mikro-pikave të ngarkuara në dukje të ujit përbëjnë të gjitha molekulat organike të vëzhguara më parë në eksperimentin Miller-Jura,” thotë profesor Zehr.

“Ne supozojmë se ky është një mekanizëm i ri për sintezën prebiotike të molekulave që përbëjnë blloqet ndërtuese të jetës.”

Megjithatë, edhe me zbulimet e reja rreth mikrorrufesë, pyetjet rreth origjinës së jetës mbeten, shtoi ai. Ndërsa disa shkencëtarë mbështesin idenë e fillimeve të ngarkuara me energji elektrike për blloqet më të hershme të ndërtimit të jetës, hipoteza e abiogjenezës alternative sugjeron që aminoacidet e para në Tokë u krijuan rreth kanaleve hidrotermale në fund të detit, të prodhuara nga një kombinim i ujit të detit, lëngjeve të pasura me hidrogjen dhe presionit ekstrem.

Një hipotezë tjetër sugjeron se molekulat organike nuk e kanë origjinën fare në Tokë. Në vend të kësaj, ata u formuan në hapësirë ​​dhe u bartën këtu nga kometa ose fragmente asteroidi, një proces i njohur si panspermia.

“Nuk e dimë ende përgjigjen për këtë pyetje”, tha Prof. Zehr. “Por unë mendoj se ne po afrohemi më shumë për të kuptuar se çfarë mund të ndodhë.”

Ndërsa detajet e origjinës së jetës në Tokë mund të mos shpjegohen kurrë plotësisht, “ky studim ofron një rrugë tjetër për formimin e molekulave thelbësore për origjinën e jetës,” tha Williams. “Uji është një aspekt i kudondodhur i botës sonë, kjo është arsyeja pse emri ‘Mermeri Blu’ doli për të përshkruar Tokën nga hapësira. Ndoshta uji, elementi më thelbësor që na mban, gjithashtu luajti një rol më të madh në origjinën e jetës në Tokë sesa mendohej më parë.”