اكتشاف جديد قد يفسّر "أصل الحياة" على كوكب الأرض

توصل فريق من العلماء إلى فرضيات جديدة حول نشأة الحياة على كوكب الأرض، من خلال دراسة تفاعلات كيميائية محتملة حدثت في بيئات قديمة.

وكشفت الدراسة أن الحياة على الأرض قد تكون نشأت نتيجة لتفاعلات كهربائية دقيقة تعرف بـ"البرق الصغير"، والذي يتولد عندما تصطدم قطرات الماء من الأمواج المتلاطمة أو تسقط من الشلالات. وينتج عن هذه التصادمات شرارات مجهرية تحمل شحنات كهربائية ربما قد ساهمت في تكوين الجزيئات العضوية الأساسية التي أدت إلى نشوء الحياة.

وفي تجربة أجراها علماء من جامعة ستانفورد، تم إنشاء شحنات كهربائية دقيقة داخل المختبر وخلطها مع غازات يُعتقد أنها كانت موجودة في الغلاف الجوي المبكر للأرض. وأسفر هذا المزيج عن تكوين سلاسل من الجزيئات العضوية، بما في ذلك اللبنات الأساسية للحمض النووي (DNA).

وقبل هذه الدراسة، كان العلماء يعتقدون أن الحياة بدأت بفعل صواعق البرق التي ضربت السحب القديمة فوق سطح الأرض، ما وفر الطاقة اللازمة لتكوين المواد العضوية في المحيطات. لكن فرضية "ميلر-يوري" التي اقترحت أن البرق هو المصدر الرئيسي لهذه الطاقة، واجهت العديد من الانتقادات بسبب ندرة حدوث الصواعق.

ومع ذلك، تشير النظرية الجديدة إلى أن "البرق الصغير" قد يكون حدث بشكل مستمر في أماكن متعددة، حيث وُجد الماء على الأرض في تلك الفترة البدائية، ما ساعد في حدوث التفاعلات الكيميائية اللازمة لظهور الحياة.

إقرأ المزيد

عالم: الحياة على الأرض ستختفي حتما بعد 1.6 مليار عام

ويقول البروفيسور ريتشارد زاري، من جامعة ستانفورد: "على الأرض المبكرة، كان هناك رذاذ مائي في كل مكان - في الشقوق وعلى الصخور، أو حتى في المسطحات المائية - وكل ذلك كان يساهم في تحفيز التفاعلات الكيميائية".

وتشير الدراسات السابقة إلى أن الغلاف الجوي للأرض في بداياته كان يحتوي على مزيج من الغازات، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والنيتروجين (N₂) والميثان والأمونيا والهيدروجين. وكانت فرضية "ميلر-يوري" التي طُرحت عام 1952 من أولى النظريات التي افترضت دور هذه الغازات في تكوين المواد العضوية.

وبعد أكثر من 70 عاما من تلك الفرضية، اكتشف فريق زاري أن أحد الجزيئات العضوية الناتجة عن "البرق الصغير" هو اليوراسيل (جزيء يحتوي على روابط كربون-نيتروجين، وهي مكون رئيسي في البروتينات والإنزيمات والكلوروفيل). ويعد اليوراسيل أحد القواعد النيتروجينية في الحمض النووي الريبي (RNA)، الذي يلعب دورا مهما في نقل المعلومات الوراثية.

واكتشف زاري وفريقه أن الشحنات الكهربائية تتولد عندما يتفكك الماء بفعل الرذاذ أو الرش، حيث تحمل القطرات الأكبر شحنة موجبة، بينما تحمل القطرات الأصغر شحنة سالبة. ويحدث هذا نتيجة لفقدان أو اكتساب الإلكترونات أثناء تحول الماء إلى قطرات صغيرة، كما يحدث عندما تصطدم الأمواج بالشاطئ أو تتساقط قطرات من الشلالات.

واستخدم العلماء كاميرات عالية السرعة للكشف عن شرارات كهربائية دقيقة تتولد عندما تقترب قطرات مشحونة بشحنات متعاكسة من بعضها البعض، ما يؤدي إلى حدوث برق.

وأكد زاري أن هذه الشرارات رغم كونها غير مرئية بالعين المجردة، إلا أنها تحمل طاقة كبيرة. وفي إحدى التجارب، أدت إضافة رذاذ ماء إلى خليط من غازات النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون والأمونيا إلى تكوين 3 مركبات عضوية: سيانيد الهيدروجين وحمض أميني يُسمى الغلايسين، واليوراسيل.

وأشار زاري إلى أن الماء، الذي نعتقد عادة أنه غير تفاعلي، يصبح شديد التفاعل عندما يتفكك إلى قطرات صغيرة، ما يجعل الأمواج المتلاطمة والشلالات مصدرا محتملا لتحفيز التفاعلات الكيميائية التي أدت إلى نشوء الحياة.

نشرت الدراسة في مجلة Science Advances.

المصدر: ديلي ميل