تتضمن بعض أسئلة العلوم الأكثر إلحاحًا أصول الحياة على الأرض. كيف برزت أشكال الحياة الأولى من الظروف المعادية التي بدت على كوكبنا في معظم تاريخه؟ ما الذي مكّن القفزة من كائنات بسيطة وحيدة الخلية إلى كائنات أكثر تعقيدًا تتكون من العديد من الخلايا التي تعمل معًا على التمثيل الغذائي والتنفس والتكاثر؟ في مثل هذه البيئة غير المألوفة ، كيف يمكن للمرء أن يفصل "الحياة" عن غير الحياة في المقام الأول؟
يعتقد العلماء في جامعة هاواي في مانوا أنه قد يكون لديهم إجابة على أحد هذه الأسئلة على الأقل. وفقًا للفريق ، ربما تكون كتلة البناء الخلوية الحيوية التي تسمى الجلسرين قد نشأت أولاً عبر التفاعلات الكيميائية العميقة في الفضاء النجمي.
الجلسرين هو جزيء عضوي موجود في أغشية الخلايا لجميع الكائنات الحية. في الخلايا الحيوانية ، يتخذ هذا الغشاء شكل طبقة ثنائية الفوسفوليبيد ، وهو غشاء مزدوج الطبقة يحوي الأحماض الدهنية المقاومة للماء بين الصفائح الخارجية والداخلية للجزيئات القابلة للذوبان في الماء. يسمح هذا النوع من الغشاء للبيئة المائية الداخلية للخلية بالبقاء منفصلة ومحمية عن عالمها المائي الخارجي المماثل. الجلسرين هو عنصر حيوي لكل فوسفوليبيد لأنه يشكل العمود الفقري بين الجزئين المميزين للجزيء: رأس قطبي قابل للذوبان في الماء وذيل دهني غير قطبي.
يعتقد العديد من العلماء أن أغشية الخلايا مثل هذه كانت شرطًا ضروريًا ضروريًا لتطور الحياة متعددة الخلايا على الأرض ؛ ومع ذلك ، يتطلب هيكلها المعقد بيئة محددة للغاية - وهي واحدة منخفضة في أملاح الكالسيوم والمغنيسيوم مع درجة حموضة محايدة إلى حد ما ودرجة حرارة مستقرة. كان من الصعب الحصول على هذه الظروف المتوازنة بعناية على الأرض ما قبل التاريخ.
تقدم الأجسام الجليدية التي ولدت في الفضاء بين النجوم سيناريو بديل. اكتشف العلماء بالفعل جزيئات عضوية مثل الأحماض الأمينية وسلائف الدهون في نيزك Murchison الذي هبط في أستراليا في عام 1969. على الرغم من أن الفكرة لا تزال مثيرة للجدل ، فمن الممكن أن يتم جلب الجلسرين إلى الأرض بطريقة مماثلة.
تتكون النيازك عادة من فتات صغيرة من المواد الموجودة في السحب الجزيئية الباردة ، ومناطق من الهيدروجين الغازي والغبار بين النجوم التي تعمل كمكان ميلاد النجوم وأنظمة الكواكب. أثناء انتقالها عبر السحابة ، تتراكم هذه الحبوب على طبقات من المياه المجمدة والميثانول وثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون. بمرور الوقت ، تقصف الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة والأشعة الكونية الشظايا الجليدية وتسبب تفاعلات كيميائية تثري النوى المجمدة بالمركبات العضوية. في وقت لاحق ، عندما تتشكل النجوم وتسقط المواد المحيطة في المدار حولها ، يتم دمج الجسيمات والجزيئات العضوية التي تحتوي عليها في أجسام صخرية أكبر مثل النيازك. يمكن أن تصطدم النيازك بعد ذلك بكواكب مثل كواكبنا ، مما قد يزرعها مع لبنات الحياة.
من أجل اختبار ما إذا كان يمكن إنشاء الجلسرين من خلال الإشعاع عالي الطاقة الذي يقصف الحبوب الجليدية بين النجوم أم لا ، صمم الفريق في جامعة هاواي النيازك الخاصة: قطع صغيرة من الميثانول الجليدي المبردة إلى 5 درجات كلفن. بعد تفجير نماذج الجليد الخاصة بهم باستخدام إلكترونات نشطة تهدف إلى تقليد آثار الأشعة الكونية ، وجد العلماء أن بعض جزيئات الميثانول داخل الجليسات قد تحولت بالفعل إلى جلسرين.
في حين يبدو أن هذه التجربة ناجحة ، يدرك العلماء أن نماذج المختبرات الخاصة بهم لا تكرر تمامًا الظروف في الفضاء بين النجوم. على سبيل المثال ، يشكل الميثانول تقليديًا حوالي 30٪ فقط من الجليد في الصخور الفضائية. سوف يبحث العمل المستقبلي في آثار الإشعاع عالي الطاقة على نماذج الجليد المصنوعة أساسًا من الماء. كما أن الإلكترونات عالية الطاقة التي يتم إطلاقها في المختبر ليست بديلاً مثاليًا للأشعة الكونية الحقيقية ولا تمثل تأثيرات على الجليد التي قد تنتج عن الأشعة فوق البنفسجية في الفضاء بين النجوم.
من الضروري إجراء المزيد من البحوث قبل أن يتمكن العلماء من استخلاص أي استنتاجات عالمية ؛ ومع ذلك ، تقدم هذه الدراسة وأسلافها دليلاً مقنعًا على أن الحياة كما نعرفها حقًا يمكن أن تأتي من فوق.
