چگونگی پیدایش حیات روی زمین

با وجود گذشت میلیاردها سال از تکامل انسان، هنوز هم کلید اصلی منشا حیات بر روی زمین در هاله‌ای از ابهام است. حیات بر روی زمین از حدود 3 میلیارد سال قبل و با ساده‌ترین نوع میکروب‌ها و سپس تکامل آنان به گونه‌هایی پیشرفته از انواع موجودات زنده آغاز شد. اما سوال اساسی اینجاست که اولین موجودات زنده چگونه در میلیاردها سال قبل، به کره زمین راه یافته و جرقه‌ای برای پیدایش شکل امروزی انسان شدند؟

1- رعد و برق

ممکن است که وقوع یک رعد و برق بسیار بزرگ، شرایط ابتدایی پیدایش حیات بر روی زمین را فراهم ساخته باشد. جرقه‌های الکتریکی، می‌توانند اسیدهای آمینه و مواد قندی را از یک فضای سرشار از آب، متان، آمونیاک، هیدروژن و… به سطح زمین منتقل کرده باشند. آزمایش مشهور میلر-یوری (Miller-Urey) در سال 1953 میلادی، نظریه جدیدی را برای شناسایی منشا حیات بر روی زمین پیشنهاد کرد. بر اساس این نظریه، رعد و برق‌های بزرگ منجر به شکل‌گیری نخستین بلوک‌های ساختمانی حیات بر روی زمین شده‌اند. در طی میلیون‌ها سال گذر زمان، اشکال پیچیده‌تری از مولکول‌ها شروع به شکل‌گیری کرده و گونه‌های متنوعی از موجودات زنده بر روی زمین پرورش یافتند. اگرچه تحقیقات دانشمندان بر روی وضعیت اتمسفر زمین در آن زمان نشان می‌دهد که فضای اولیه زمین دارای هیدروژن نبود، با این حال دانشمندان بر این باورند که ابرهای آتش‌فشانی در اتمسفر اولیه زمین، دارای مقادیر بسیاری از هیدروژن، آمونیاک و متان بود که وقوع رعد و برق‌های غول‌آسا، نقش اصلی منشا حیات بر روی زمین را بر عهده گرفته است.

2- مولکول‌های حیات در خاک رس

به عقیده شیمیدانی با نام الکساندر گراهام کرینز-اسمیت (Alexander Graham Cairns-Smith) از دانشگاه گلاسکوی اسکاتلند، این احتمال وجود دارد که مولکول‌های اولیه حیات، بر روی خاک رس شکل گرفته باشند. سطوح رسی حاوی مولکول‌های حیات بر روی زمین، در طول زمان مواد آلی را به خود جذب نموده و آنان را با یکدیگر ترکیب کرده‌اند. علاوه بر این‌ها، سازماندهی این ترکیبات برای تولید الگوهایی مشابه با ژن کنونی نیز بر عهده این مولکول‌ها بوده است.

وظیفه اصلی DNA، ذخیره‌سازی اطلاعات مربوط به چگونگی قرارگیری مولکول‌ها در کنار یکدیگر است. توالی‌های ژنتیکی در DNA، اساسا دستورالعمل‌هایی در مورد نحوه قرارگیری اسیدهای آمینه در پروتئین‌ها هستند. کرینز-اسمیت معتقد است که وجود کریستال‌‌های معدنی در خاک، مولکول‌های آلی را به صورت الگوهایی سازمان‌یافته درآورده و مقدمات شکل‌گیری حیات بر روی زمین را فراهم ساخته‌اند.

3- دریچه‌هایی در اعماق اقیانوس‌ها

این نظریه، منشا حیات بر روی زمین را به اعماق اقیانوس‌ها و دریچه‌های سرشار از مواد آلی نسبت می‌دهد. بر اساس این تئوری، زندگی بر روی زمین از منافذ هیدروترمال زیر دریایی به سطح زمین راه یافته‌ است. این دریچه‌ها، مولکول‌هایی غنی از هیدروژن را به وجود می‌آورند که همراه با گرما به آب دریاها منتقل می‌شوند. در پی این رویداد، سنگ‌های موجود در حوالی این منطقه، مولکول‌های مذکور را متمرکز ساخته و کاتالیزورهای معدنی را برای واکنش‌های بحرانی آماده می‌کند. حتی امروزه نیز این دریچه‌های هیدروترمال، سرشار از انرژی‌های حرارتی و مواد معدنی هستند که اکوسیستم پر جنب و جوشی را در کنار خود تشکیل می‌دهند.

4- شروعی سرد

دانشمندان معتقدند که در حدود 3 میلیارد سال پیش، یخ‌ها تمامی اقیانوس‌های زمین را پوشانده بودند؛ چرا که گرمای خورشید در آن زمان، یک سوم وضعیت کنونی بوده است. این لایه عظیم از یخ که چند صد متر ضخامت داشت، قادر بود از مولکول‌ها و مواد ابتدایی حیات در برابر اشعه ماورای بنفش و تابش‌‌های کیهانی محافظت کند. از طرف دیگر، سرمای بسیار زیاد محیط منجر به عمر طولانی‌تر این مولکول‌ها گردیده و واکنش‌های کلیدی منشا حیات بر روی زمین را رقم زده است.

5- درک ساختار DNA

امروزه می‌دانیم که پروتئین‌ها برای تشکیل شدن به DNA نیاز داشته و همچنین DNAها نیز برای شکل‌گیری به پروتئین نیاز دارند. اما سوال اساسی اینجاست که این دو بدون یکدیگر چگونه شکل گرفته‌اند؟ پاسخ این سوال ممکن است RNA باشد، RNA همچون DNA می‌تواند اطلاعات را در خود ذخیره کند و همچنین به عنوانی آنزیمی مانند پروتئین عمل کرده و به ایجاد پروتئین‌ و DNA کمک کند. بعد‌ها، DNA و پروتئین به علت کارآمدی بیشتر، جایگزین RNA در دنیای حاضر شدند.

RNA هنوز هم وجود داشته و چندین عملکرد مختلف در موجودات زنده را بر عهده دارد. یکی از اصلی‌ترین وظایف RNA، عملکرد به عنوان سوئیچ خاموش-روشن برای برخی از ژن‌ها است. اما سوالی که مطرح می‌شود این است که در اولین قدم، RNAها چگونه به زمین رسیدند؟ در حالی که برخی دانشمندان به شکل‌گیری مستقل مولکول‌ها در زمین معتقدند، برخی دیگر با این نظریه مخالفت می‌کنند. از سایر نامزدهای احتمالی پدید آمدن ساختارهای DNA، می‌توان به اسیدهای نوکلئیک دیگری از قبیل PNA یا TNA اشاره کرد.

6- آغازی ساده

به جای آنکه برای منشا حیات بر روی زمین ، به درک ساختار پیچیده RNAها بپردازیم، می‌توانیم احتمالات ساده‌تر را نیز مورد بررسی قرار دهیم! به عقیده گروهی از دانشمندان، این احتمال وجود دارد که شکل‌ گیری حیات با مولکول‌های ساده آغاز گشته و ضمن ترکیب و واکنش با یکدیگر، مولکول‌های پیچیده‌تری را شکل داده‌اند. به منظور درک بهتر این نوع از شکل‌گیری حیات، دانشمندان وجود کپسول‌هایی ساده را به مانند غشای سلولی پیشنهاد کرده‌اند که رفته رفته به ساختار پیچیده‌تری دست یافته‌اند. بر اساس این سناریو، حیات بر اثر فرآیند متابولیسم شکل گرفته که با نظریه «اولین ژن» یا «جهان RNA» در تضاد است.

7- پدیده پان اسپرمیا

شاید گذشته از تمامی نظریات مذکور، حیات فعلی زمین منشا دیگری داشته باشد! دانشمندان به منظور توضیح بهتر این این پدیده، مفهومی با نام پان اسپرمیا را مطرح ساخته‌اند. برای مثال، کره مریخ به طور مداوم در معرض تاثیرات مخرب کیهانی قرار داشته و بمبارانی از شهاب‌سنگ‌ها بر سطح آن روی می‌دهد. علاوه بر این، تعدادی از سنگ‌های مریخی بر روی زمین نیز یافت شده‌اند که در پی آن منشا انسان را سیاره مریخ معرفی می‌کنند! بر اساس مفهوم پان اسپرمیا ، میکروب‌های اولیه جهان به کمک سیارک‌ها و یا شهاب‌سنگ‌ها به زمین آورده شده و شرایط شکل‌گیری حیات را در زمین فراهم ساخته‌اند.


منبع: سایت برترینها