Yeni çalışma, okyanus spreyinin Dünya’da yaşamın oluşması için koşullar yaratmış olabileceğini öne sürüyor

Dindar yetiştirilmiş olsaydınız, bu biyoloji “dersini” daha önce duymuş olabilirsiniz: Bir öğrenciye bir kese kağıdı ve bir tükenmez kalem verilir. Öğretmen kalemi bir plastik ve metal parça yığınına ve bir mürekkep kartuşuna ayırır ve sonra onu çantaya atar. Öğrenciye çantayı mümkün olduğu kadar uzun süre sallaması ve kalemi tekrar monte etmesi talimatı verilir.

Birkaç sinir bozucu, başarısız dakikadan sonra öğrenciye, “Gördün mü? İşte bu yüzden evrim yoluyla yaşamın başlangıcı asla olamaz. O çantayı bir milyon yıl boyunca sallayabilirsin ama asla işlevsel bir kalem haline gelmez. Bir şey nasıl olabilir ki? rastgelelikten ortaya çıkan bir insan kadar karmaşık mı?”

Bu kesin gösteri hayatımda en az üç kez bağımsız olarak bana verildi: bir kez kilisede, bir kez okulda ve bir kez de kendi babam tarafından. Tabii ki, bu aşırı basitleştirme ve Dünya’da yaşamı yaratan koşulları tam olarak göstermiyor, ancak bu, abiyogenez teorisini ya da karbon atomları gibi canlı olmayan şeylerin canlı hücreler oluşturmak için görünüşte kendi kendine bir araya gelebildiğini reddetmek için bir taktik oldu.

Yüzeyde, abiyogenez fikri mantıksız görünüyor ve zaman çizelgeleri – milyonlarca ve milyarlarca yıl – insan zihni tarafından zar zor anlaşılabiliyor. Bu şeyleri kavramak zor, ama spontane nesilden daha karmaşık. Hayat sadece bir tür sihir numarası gibi varolmakla kalmamış, yaşamın yapı taşlarından bazılarını oluşturan amino asitler olarak adlandırılan karmaşık kimyasal süreçlerle yavaş yavaş şekillenmiştir.

Charles Darwin bile, daha sonra Rus biyokimyacı Alexander Oparin tarafından “ilkel bir çorba” olarak tanımlanan ve amino asitler yapmak için gerekli proteinleri oluşturabilen “sıcak küçük gölet” olasılığını düşündü. Bu bilimsel teoriler merak uyandırıcıydı, ancak bilim sadece hipotez kurmaktan daha fazlasıdır. Bilim insanlarının bu fikirleri test edebilmesi gerekir.

Birkaç gün sonra Miller-Urey deneyindeki su önce pembeye, sonra koyu kırmızıya döndü. Çözelti analiz edildiğinde, yaşam için gerekli olan birçok spesifik amino asidi içerdiği keşfedildi.

Bu ilk kez 1952’de yapıldı. Chicago Üniversitesi’nden iki kimyager olan Stanley Miller ve Harold Urey, eski bir Dünya’daki su döngüsünü taklit etmek için kapalı bir cam halka tasarladılar. Dünya’nın erken atmosferini oluşturduğuna inandıkları su, hidrojen, metan ve amonyak içeriyordu. Bir bölümde, buharlaşmayı taklit etmek için su kaynatıldı, daha sonra başka bir bölümde yankı aydınlatması için elektrotlarla zaplandı. Sıvı daha sonra yoğunlaştırıldı ve sistemden tekrar tekrar akıtıldı.

Birkaç gün sonra Miller-Urey deneyindeki su önce pembeye, sonra koyu kırmızıya döndü. Çözelti analiz edildiğinde, yaşam için gerekli olan spesifik amino asitlerin birçoğunu içerdiği keşfedildi ve bu da abiyogenez teorisine ağırlık verdi. Bu deney, organik moleküller içeren göktaşlarının yaratabileceği koşullar da dahil olmak üzere, çeşitli ince ayarlarla defalarca yeniden üretildi. Ancak bu deneyler, yaşamın milyarlarca yıl önce nasıl oluşmuş olabileceğine dair hala cevaplanmamış birçok soru bırakıyor.

Purdue Üniversitesi’nin kimya bölümündeki araştırmacılar, abiyogeneze daha fazla kanıt sağlayan yeni bir atılım bildirdiler. Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda yakın zamanda yayınlanan bir araştırma, moleküllerin şeklini ölçebilen bir kütle spektrometresinde püskürtülen elektrikli nano-spreyleri içeren deneyleri anlatıyor.

Spreyler iki amino asit, glisin veya L-alanin ile dolduruldu ve bir metrenin sadece birkaç milyonda biri genişliğindeki bir açıklıktan fışkırtıldı. Bazen, bu tür su damlacıklarının havada nasıl çarpıştığını göstermek için birbirlerine akıtıldılar. Sadece milisaniyeler sonra, moleküller kütle spektrometresine ping attığında, dipeptit adı verilen kimyasal bağlar oluşturmuşlardı. Bu bağlar, canlıları oluşturan proteinleri oluşturmak için gereklidir.

Kimyasal reaksiyonların kendisi de o kadar karmaşık değildir; ve Dünya’nın çekirdeğini inceleyerek, söz konusu gerekli kimyasalların gezegenin ilk zamanlarında bolca var olduğunu da biliyoruz.

Purdue Koleji’nde analitik kimya profesörü olan Dr. Graham Cooks, “Bu, ilkel moleküllerin, basit amino asitlerin, yaşamın yapı taşları olan peptitleri saf su damlacıklarında kendiliğinden oluşturduğunun ilk kanıtıdır. Bu dramatik bir keşiftir.” Bilim, yaptığı açıklamada. “Aslında bu, yaşamın kökeninin arkasındaki kimyadır.”

Bu deneyler, okyanus spreyi üreten, kayalık sahilleri şapırdatan dalgalar aracılığıyla antik atmosferdeki neredeyse aynı su damlası etkilerini simüle edebilir. Milyonlarca yıllık bu süreçler, hücrelerin, kromozomların ve çok daha fazlasının plazma zarlarını oluşturan proteinleri oluşturmak üzere bağlanan amino asitleri üretebilirdi.


Gelen kutunuzda daha fazla sağlık ve bilim hikayesi mi istiyorsunuz? Salon’un haftalık haber bülteni The Vulgar Scientist’e abone olun.


Bunların hiçbiri kalem parçalarıyla dolu bir çantayı sallamak gibi bir şey değil. Daha çok, birbirine kolayca uyan ve kimyasal bağlarla birbirine çekilen manyetik legolarla dolu bir çuvalın itişip kakışması gibi. Ve sadece birkaç parça değil, hepsi milyonlarca yıldır zıplayan milyarlarca ve milyarlarca Lego var. Kimyasal reaksiyonların kendisi de o kadar karmaşık değildir; ve Dünya’nın çekirdeğini inceleyerek, söz konusu gerekli kimyasalların gezegenin ilk zamanlarında bolca var olduğunu da biliyoruz. Tüm parçalar, onları bir araya getirmek için doğru türde gezegensel koşullarla oradaydı, bu yüzden bazılarının iddia ettiği kadar mantıksız değil.

Ancak bu amino asit bağlarının oluşması için öncelikle dehidrasyon olması gerekir. Cooks ve meslektaşlarının belirttiği gibi, çok ıslaksa amino asitler oluşamaz, bu da okyanusları gerekli kimya için “elverişsiz” hale getirir.

Bu, geçen yıl The Journal of Physical Chemistry A’da yayınlanan bir makalenin veciz bir şekilde ortaya koyduğu sözde “su paradoksu”dur: “Su yaşam için gereklidir, ancak onun varlığı birçok kritik biyomolekülün oluşumu ve korunması için bir meydan okumadır. ” Makale, suyun havayla birleştiğinde gerekli koşulları yaratabileceğine dair son kanıtları analiz etti.

Aşçıların deneyi, bunun gerçekten mümkün olduğunu doğrulamak için iyi bir iş çıkarıyor. Ve buradaki etkiler çok büyük. Birincisi, gezegenimizin dışında yaşam ararken aranacak temel bir bileşen olarak suyun kullanılmasını haklı çıkarır. Sıvı H2O ile dolu uzaylı dünyaların dünya dışı varlıklar üretme olasılığı daha yüksektir. Burada olabildiyse, Evrenin başka bir yerinde de olabilir.

İkincisi, bu kimyasal reaksiyonlar farmasötik ilaçların ve yeni hastalık tedavilerinin gelişimini hızlandırabilir. Cooks’un belirttiği gibi, “damlacık kimyasını kullanarak, yeni kimyasalların ve potansiyel yeni ilaçların sentezini hızlandırmak için şu anda Purdue’da kullanılan bir cihaz yaptık.” Gelecekte, yaşamı oluşturmak için gerekli olan aynı kimyasal reaksiyonlar onu sürdürmeye yardımcı olabilir.

Hala yaşamın Dünya’da nasıl ortaya çıktığını tam olarak bilmiyoruz ve bir zaman makinesi olmadan asla yüzde 100 emin olamayız. Ancak bunun gibi deneyler, doğru koşullar altında canlı organizmaların kimyasal bir çorbadan ortaya çıkabileceği argümanını güçlendiriyor. Hayatın kökenleri muhtemelen her zaman bir gizem olacak, ancak bilimdeki ilerlemeler bu muammayı biraz daha az şaşırtıcı hale getirmeye devam ediyor.

Devamını oku

Dünyadaki yaşamın tarihi hakkında

Leave a Comment