“غاز سام” موجود في الأسلحة الكيميائية قد يكون أساس إطلاق الحياة الأولى!

وللحصول على جزيء يكرر نفسه، يجب أن تسمح الظروف بالتفاعل المعقد بين نيازك الهيدروجين والنشاط البركاني والبرك الدافئة.

ولكن أكثر من ذلك، يجب أن تتحد هذه الظروف بطريقة تنتج سيانيد الهيدروجين، وفقا للفريق الذي يقف وراء هذا العمل الجديد.

وكان يعتقد أن الأشكال البسيطة الأولى للحياة، والتي من المحتمل أنها تتكون من خيوط من الحمض النووي الريبي (RNA)، ظهرت منذ ما بين 4.5 مليار و3.7 مليار سنة. والحمض النووي الريبي هو جزيء مشابه للحمض النووي، ولكنه على عكس الحمض النووي هو مجرد خيط واحد، مع عمود فقري يتكون من مجموعات متناوبة من السكر والفوسفات.

وتتكون الحياة الحديثة من مزيج من الحمض النووي والحمض النووي الريبي والبروتينات التي تعمل في تكوينات مختلفة وتؤدي مجموعة من المهام لإبقائنا على قيد الحياة.

ومع ذلك، فإن النظام المعقد للغاية، الذي يتطلب الحمض النووي لتخزين المعلومات، والحمض النووي الريبي لنقل المعلومات والبروتينات للقيام بهذا العمل، لم يحدث دفعة واحدة على الأرجح. والسؤال الكبير، الذي أراد هؤلاء الباحثون الإجابة عنه، هو كيف نشأ المحفز الأول، الذي أدى إلى الخيوط الأولى من الحمض النووي الريبي.

وأنشأوا نموذجا معقدا للأرض المبكرة، بدأ بعد حوالي 200 مليون سنة من الاصطدام الذي تسبب في تكوين القمر – وقت كاف ليبرد السطح.

وبدأ المعد الرئيسي للدراسة، بن بيرس، العمل أثناء وجوده في جامعة McMaster في كندا، ولكنه الآن في  جونز هوبكنز.

وبدأت المحيطات الأولى في التكون حول القارات الأولى، لكن المياه الموجودة في المحيطات كانت تتبخر بشكل متكرر في الغلاف الجوي.

وكان مكانا سيئا، حيث تضرب النيازك السطح باستمرار، وتغطي البراكين النشطة الكوكب، والفتحات الموجودة تحت البحر التي تسرب غاز الميثان.

وكان لتأثيرات النيزك فائدة، حيث إنها قدمت الهيدروجين – وهو عنصر بحيث يهرب الضوء عادة من الغلاف الجوي ما لم يرتبط بجزيئات أخرى.

وعندما وصل الهيدروجين إلى الغلاف الجوي، كانت البراكين ترسل ثاني أكسيد الكربون، وكانت المحيطات تتبخر كبخار ماء.

وأثار مزيج من الصواعق والأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس هذا المزيج الكيميائي، ما سمح بإنتاج سيانيد الهيدروجين.

ويقول الباحثون إن هذه كانت على الأرجح اللحظة الحاسمة للسماح بتشكيل الحياة المبكرة على الكوكب، والتي تحدث في “البرك الصغيرة الدافئة” التي تنتشر على السطح.

ويعرف سيانيد الهيدروجين بأنه قادر على التفاعل مع نفسه، وتشير بعض نظريات الحياة إلى أنه نسخة معقدة من المواد الكيميائية التي تتفاعل مع نفسها.

وبالإضافة إلى التفاعل مع نفسه، يمكن أن يتفاعل سيانيد الهيدروجين مع جزيئات أخرى لإنتاج جزيئات حيوية تشكل اللبنات الأساسية للعناصر الفردية التي تشكل الحمض النووي الريبي. وتشمل هذه القواعد النووية والريبوز والنيوكليوتيدات.

واكتشف الفريق أن سيانيد الهيدروجين سيتساقط من الغلاف الجوي إلى أرطال صغيرة دافئة، حيث يمكن أن تتحد مع جزيئات أخرى، وعلى مدى 100 مليون عام سيكون التركيز كافيا لإنتاج الأدينين. وهذا المكون الرئيسي للحمض النووي الريبي وعملية “إطلاق” المواد الكيميائية للحياة، مثل سيانيد الهيدروجين، تحدث فقط أثناء القصف من الفضاء.

وبمرور الوقت، تباطأ القصف، ولم تعد النيازك تسقط على الأرض بأعداد كبيرة بسبب جاذبية الشمس والكواكب الكبيرة التي تطهر مسارها المداري.

وفي هذه المرحلة، يعتقد أن هناك ما يكفي من الأدينين في هذه البرك الدافئة لبدء تكوين خيوط الحمض النووي الريبي، والتي بدأت بعد ذلك بمرور الوقت في التكاثر والبدء في المراحل الأولى من الحياة على الأرض.

وكتب معدو الدراسة في ورقتهم المطبوعة مسبقا: “إن العمليات الفيزيائية الفلكية والكيميائية التي نمثلها عامة جدا. إنها جزء لا يتجزأ من المراحل المتأخرة من تكوين كوكب الأرض، في أي مكان. ويشير هذا إلى أن الحياة على الأرض، وربما أيضا على عوالم أخرى شبيهة بالأرض، بدأت في ظروف فوضوية سادت بعد فترة وجيزة من تكوينها”.

ونشرت الدراسة في مجلة ما قبل الطباعة arXiv.