بسم الله الرحمن الرحیم
منشا حیات 4
تشکیل پلیمرها؛
مشکلی برای خاستگاه زندگی
برای مشاهده ی سایر قسمت ها، اینجا را کلیک نمایید.
برای لحظه‌ای فرض کنید که راهی برای تولید مولکول‌های آلی ساده در زمین اولیه وجود داشته است (برای توضیحات بیشتر در این مورد به قسمت قبلی مراجعه نمایید). بیایید از این مرحله عبور کنیم و تصور کنیم که این مولکول‌ها یک سوپ اولیه را تشکیل داده‌اند، یا می‌توانستند در نزدیکی یک دریچه‌ی گرمابی (هیدروترمال) با انرژی بالا پدید آمده باشند. در هر صورت، نظریه‌پردازان منشاء حیات باید مرحله‌ی بعدی را توضیح دهند:
اینکه چگونه اسیدهای آمینه یا دیگر مولکول‌های آلی کلیدی، به هم متصل می‌شوند تا زنجیره‌های بلند (پلیمرها) را تشکیل داده، و در نتیجه پروتئین‌ها یا RNAها را از طریق فرآیندی به نام «بَسپارش یا پلیمریزه شدن» ایجاد کنند.
مدل محبوب
یک مشکل برای مدل سوپ اولیه، این است که در تعادل شیمیایی قرار دارد، بدون هیچ انرژی آزادی برای مونومرهای آلی جهت واکنش بیشتر.(1) در واقع، از نظر شیمیایی، آخرین جایی که تمایل دارید اسیدهای آمینه یا مونومرهای دیگر را به صورت زنجیره به هم متصل کنید، یک محیط وسیع و مبتنی بر آب، مانند سوپ اولیه یا در نزدیکی یک دریچه گرمابی در اقیانوس است.
همانطور که آکادمی ملی علوم ایالات متحده اذعان می‌کند، "دو اسید آمینه به طور خود به خود در آب به هم نمی پیوندند. در عوض، از نظر ترمودینامیکی، میل به سمت واکنش مخالف {تجزیه شدن زنجیره‌های اسیدآمینه} وجود دارد".(2)
استنلی میلر و جِفری بادا _نظریه‌پردازان منشأ حیات_ به طور مشابه اذعان کردند که پلیمریزه شدن اسیدهای آمینه به زنجیره‌های پپتیدی «در حضور آب مایع در تمام دماها نامطلوب است».(3)
به عبارت دیگر، آب زنجیره‌های پروتئینی را به واحدهای سازنده‌اش - اسیدهای آمینه (یا سایر اجزاء تشکیل‌دهنده در هر زنجیره) - تجزیه می‌کند و تولید پروتئین‌ها (یا دیگر پلیمرها مانند RNA ) را در سوپ اولیه یا در نزدیکی دریچه‌های گرمابی بسیار دشوار می‌نماید.
مدل «دریچه گرمابی» در میان نظریه‌پردازان منشاء حیات محبوب است زیرا نمایانگر یک محیط پرانرژی است، اما این مدل با مشکلات بیشتری روبرو است. دریچه‌های گرمابی، عمر کوتاهی دارند و شاید فقط صدها سال دوام داشته باشند.(4)
این مقیاس‌های زمانی آنقدر کوتاه است که گفته می‌شود آغاز حیات در دریچه‌های زیر دریا « اساساً شبیه به پیدایش خود به خودی (خلق الساعه) است».(5)
همچنین تصور اینکه چگونه مواد شیمیایی پیشا-زیستی می توانند در چنین محیط اقیانوسی آشفته و بی‌کرانی متمرکز شوند، دشوار است.(6)
بزرگترین مانع
اما شاید بزرگترین مانع برای پیدایش حیات در دریچه‌های گرمابی، یک چیز باشد:
دمای به شدت بالا، همان طور که از نامشان پیداست.
مطابق مجله‌ی Scientific American آزمایش‌های « میلر و بادا » روی دوام ترکیبات پیشا-زیستی در نزدیکی دریچه‌ها نشان داد که آب فوق گرم "به جای ایجاد ترکیبات آلی پیچیده، آن‌ها را از بین می‌برد."(7)
از نظر میلر و بادا، «سنتز آلی در آب‌های دریچه‌های گرمابی اتفاق نمی‌افتد»، که نشان می‌دهد این دریچه‌ها، گزینه‌ای احتمالی برای منشأ حیات نیستند، زیرا «اگر در هر نظریه‌ای از منشا حیات، شرایطی از دما و زمان پیشنهاد شود که ناسازگار با پایداری ترکیبات درگیر باشد، صرفا با همین یک دلیل می‌توان آن نظریه را رد کرد».(8)
برخی ممکن است پاسخ دهند که بعضی دریچه‌های حرارتی قلیایی دارای دمای پایین‌تری هستند.(9) اما pH بالای موجود در نزدیکی دریچه‌های قلیایی تمایل دارد تا کربن را به حالت مواد معدنی کربناته رسوب دهد و درنتیجه، کربن بسیار کمی برای واکنش های شیمیایی پیشا-زیستی در آب دریا باقی می‌ماند.(10)
و چنین pH بالایی برای RNA به‌شدت مخرب است.(11) همانطور که یک مقاله بیان کرد: "تکامل RNA بعید است که در مجاورت یک دریچه‌ی هیدروترمال قلیایی در اعماق دریا رخ داده باشد".(12)
و در مقاله بعد می‌خوانیم:
مشکل « گردهمایی » و خاستگاه زندگی
یادداشت ها
1. Nick Lane, John F. Allen, and William Martin, “How did LUCA make a living? Chemiosmosis in the origin of life,” BioEssays 2 (2010), 271-280.
2. Committee on the Limits of Organic Life in Planetary Systems, Committee on the Origins and Evolution of Life, National Research Council, The Limits of Organic Life in Planetary Systems (Washington, DC: National Academy Press, 2007), 60.
3. Stanley Miller and Jeffrey Bada, “Submarine hot springs and the origin of life,” Nature 334 (August 18, 1988), 609-611.
4. John Horgan, “In the Beginning,” Scientific American 264 (February 1991), 116-125. Horgan is discussing the research of Miller and Bada in Miller and Bada, “Submarine hot springs and the origin of life.”
5. Jeffrey L. Bada, “New insights into prebiotic chemistry from Stanley Miller’s spark discharge experiments,” Chemical Society Review 42 (2013), 2186-2196.
6. Koichiro Matsuno and Eiichi Imai, “Hydrothermal Vent Origin of Life Models,” Encyclopedia of Astrobiology, eds. Gargaud M. et al. (Berlin, Germany: Springer, 2015), 1162-1166.
7. Horgan, “In the Beginning.”
8. Miller and Bada, “Submarine hot springs and the origin of life.” See also Stanley L. Miller and Antonio Lazcano, “The Origin of Life Did It Occur at High Temperatures?,” Journal of Molecular Evolution 41 (1995), 689-692.
9. Matsuno and Imai, “Hydrothermal Vent Origin of Life Models”; Deborah S. Kelley et al., “An off-axis hydrothermal vent field near the Mid-Atlantic Ridge at 30°N,” Nature 412 (July 12, 2001), 145-149; Deborah S. Kelley et al., “A Serpentinite-Hosted Ecosystem: The Lost City Hydrothermal Field,” Science 307 (March 4, 2005), 1428-1434.
10. Norio Kitadai and Shigenori Maruyama, “Origins of building blocks of life: A review,” Geoscience Frontiers 9 (2018), 1117-1153.
11. Harold S. Bernhardt and Warren P. Tate, “Primordial soup or vinaigrette: did the RNA world evolve at acidic pH?,” Biology Direct 7 (2012), 4.
12. Bernhardt and Tate, “Primordial soup or vinaigrette?”
🔴مقالات پیش رو، مجموعه مقالاتی از والتر بردلی (Walter Bradley) و کیسی لاسکین (Casey Luskin) است که سعی دارد توضیحی ارائه دهد برای این پرسش حیاتی که «آیا زندگی در ابتدا توسط عوامل کاملاً طبیعی به وجود آمده است؟».
این چهارمین مقاله از این مجموعه بود، که گزیده ای اصلاح شده از کتاب اخیرا منتشرشده‌ی " راهنمای جامع علم و ایمان: کاوش در سؤالات نهایی درباره زندگی و کیهان" (The Comprehensive Guide to Science and Faith: Exploring the Ultimate Questions About Life and the Cosmos) می باشد.
🌍برای مشاهده ی سایر قسمت ها، اینجا را کلیک نمایید.🌏
(کیسی لاسکین)
(والتر بردلی)
این مطلب به طور اختصاصی توسط «شکوه آفرینش» تهیه شده است
و ترجمه ای است از:
اگر این مقاله برای شما جالب بود، آن را با دوستان شاداب خود نیز به اشتراک بگذارید
🌺🍃🏵🍃🌺
📜با عضویت در خبرنامه‌ی شکوه آفرینش از آخرین اخبار و مطالب ما آگاه شوید 📺
📧کافی است در فرم زیر، ایمیل خود را وارد کرده و واژه‌ی عضویت را یادداشت نمایید 📩
