زندگی از دل قطرات آب؟ راز شگفت‌انگیز آشکار شد!

تحقیقات جدید نشان می‌دهد که حیات ممکن است نه با یک صاعقه عظیم، بلکه با جرقه‌های ریز ناشی از برخورد قطرات آب آغاز شده باشد.

دانشمندان دریافته‌اند که زمانی که مه یا قطرات آب در هوا پراکنده و با یکدیگر برخورد می‌کنند، می‌توانند نوعی میکروصاعقه تولید کنند که قادر به تشکیل مولکول‌های آلی ضروری برای حیات است. این کشف نظریه‌های پیشین را به چالش می‌کشد و نشان می‌دهد که حیات ممکن است در مکان‌هایی ساده مانند آبشار‌ها یا امواج اقیانوس شکل گرفته باشد.

میکروصاعقه: نظریه‌ای جدید درباره منشأ حیات

برخلاف فرضیه سنتی که پیدایش حیات را به برخورد یک صاعقه عظیم با اقیانوس نسبت می‌دهد، پژوهشگران اکنون احتمال می‌دهند که جرقه‌های الکتریکی بسیار کوچکی که از برخورد امواج و آبشار‌ها تولید می‌شوند، نقش کلیدی در این فرآیند داشته‌اند.

بر اساس تحقیقاتی که در دانشگاه استنفورد انجام شده، زمانی که آب به‌صورت ذرات ریز در محیطی حاوی گاز‌هایی مشابه جو اولیه زمین پاشیده می‌شود، می‌تواند مولکول‌های آلی حاوی پیوند‌های کربن-نیتروژن تولید کند. این مولکول‌ها شامل اوراسیل هستند که یکی از اجزای اساسی DNA و RNA محسوب می‌شود.

چالش جدید برای فرضیه میلر-یوری

این مطالعه که ۱۴ مارس در ژورنال Science Advances منتشر شده، فرضیه معروف میلر-یوری را به چالش می‌کشد. بر اساس این فرضیه، حیات با یک صاعقه آغاز شده است. این ایده در سال ۱۹۵۲ طی آزمایشی مطرح شد که نشان داد ترکیبات آلی می‌توانند در اثر تعامل الکتریسیته با آب و گاز‌های معدنی به وجود آیند.

اما یافته‌های جدید نشان می‌دهند که تولید این ترکیبات لزوماً به برق خارجی نیاز ندارد. محققان دریافتند که قطرات آب به‌طور طبیعی بار‌های الکتریکی کوچکی ایجاد می‌کنند که می‌توانند همان مولکول‌های آلی تولید شده در آزمایش میلر-یوری را بدون نیاز به یک منبع انرژی خارجی بسازند.

ریچارد زاره، استاد شیمی در دانشکده علوم انسانی و علوم دانشگاه استنفورد و نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح می‌دهد: «تخلیه‌های الکتریکی در مقیاس میکرو بین قطرات آب با بار‌های مخالف، همان ترکیبات آلی تولید شده در آزمایش میلر-یوری را ایجاد می‌کنند. ما این فرآیند را به‌عنوان یک مکانیسم جدید برای سنتز مولکول‌های پیش‌زیستی که بلوک‌های سازنده حیات را تشکیل می‌دهند، پیشنهاد می‌کنیم.»

قدرت و پتانسیل میکروصاعقه

برای میلیارد‌ها سال پس از شکل‌گیری زمین، این سیاره احتمالاً ترکیبی از مواد شیمیایی را در خود داشته، اما فاقد مولکول‌های آلی با پیوند‌های کربن-نیتروژن بوده است. این پیوند‌ها برای تشکیل پروتئین‌ها، آنزیم‌ها، اسید‌های نوکلئیک، کلروفیل و دیگر ترکیبات زیستی ضروری هستند.

به گزارش ساينس دیلی، مدت‌هاست که دانشمندان درباره چگونگی شکل‌گیری این ترکیبات بیولوژیکی پرسش دارند. آزمایش میلر-یوری یکی از پاسخ‌های احتمالی را ارائه کرده بود: این‌که صاعقه‌هایی که با گاز‌های اولیه زمین مانند متان، آمونیاک و هیدروژن تعامل داشتند، می‌توانستند مولکول‌های آلی ایجاد کنند. اما منتقدان این نظریه معتقدند که صاعقه‌ها بسیار نادر بوده‌اند و اقیانوس‌های زمین بیش از حد وسیع و پراکنده بوده‌اند که چنین فرآیندی به‌طور مؤثر رخ دهد.

چگونه قطرات آب انرژی تولید می‌کنند؟

تیم تحقیقاتی زاره، از جمله محققان فوق‌دکتری ییفان منگ و یو شیا و دانشجوی دکتری جینهنگ شو، در این پژوهش چگونگی بارگیری الکتریکی قطرات آب را بررسی کردند. آنها دریافتند که قطرات بزرگ‌تر معمولاً دارای بار مثبت و قطرات کوچک‌تر دارای بار منفی هستند. هنگامی که این قطرات با بار‌های مخالف به هم نزدیک می‌شوند، جرقه‌های الکتریکی میان آنها ایجاد می‌شود.

زاره این پدیده را «میکروصاعقه» نامیده و توضیح می‌دهد که این فرآیند مشابه چگونگی ایجاد و تخلیه انرژی در رعد و برق‌های جوی است. پژوهشگران برای ثبت این جرقه‌های میکروسکوپی از دوربین‌های پرسرعت استفاده کردند، چراکه این پدیده با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.

امواج کوبنده، آبشار‌ها و جرقه حیات

محققان این پژوهش معتقدند که نتایج آن نشان می‌دهد که پیدایش حیات روی زمین لزوماً به صاعقه‌های عظیم وابسته نبوده، بلکه جرقه‌های بسیار کوچک ناشی از برخورد امواج اقیانوس‌ها و آبشار‌ها می‌توانسته‌اند نقش اصلی را در این فرآیند ایفا کنند.

زاره می‌گوید: «در زمین اولیه، پاشش آب در همه جا وجود داشته است؛ درون شکاف‌ها یا برخورد با سنگ‌ها. این قطرات آب می‌توانستند تجمع یافته و این واکنش شیمیایی را ایجاد کنند. به نظر من این یافته بسیاری از مشکلاتی را که نظریه میلر-یوری با آن مواجه است، برطرف می‌کند.»

بازنگری در نقش آب در شیمی

تیم تحقیقاتی زاره در حال مطالعه بر روی قابلیت‌های بالقوه قطرات کوچک آب است. این گروه همچنین بررسی کرده که چگونه بخار آب می‌تواند به تولید آمونیاک، یکی از اجزای کلیدی کود‌های شیمیایی، کمک کند و چگونه قطرات آب می‌توانند به‌طور خودبه‌خود پراکسید هیدروژن تولید کنند.

زاره می‌گوید: «ما معمولاً آب را بسیار بی‌اثر در نظر می‌گیریم، اما زمانی که آب به قطرات کوچک تقسیم می‌شود، بسیار واکنش‌پذیر خواهد بود.»

انتهای پیام/