سنگ‌های فضایی مانند Bennu حاوی مواد ژنتیکی کلیدی مانند شکر هستند که به صورت انفجاری به زمین اولیه منبع دیگری از مواد حامی حیات ارائه کردند.
ریبوز یکی از این قندهای ضروری زیستی است که ممکن است برخی از آن قبل از شروع فرآیندهای زمین برای تولید آن از فضای خارج از زمین آمده باشد.
این R در RNA، اسید ریبونوکلئیک، است که به طور فیزیکی ستون فقرات آن را می سازد، در حالی که یک نسخه اصلاح شده DNA، اسید دئوکسی ریبونوکلئیک، ساختار اسکلتی آن را می دهد.
DNA بهتر شناخته شده است، اما در حالی که به شدت در هسته سلول های ما محافظت می شود، RNA تک رشته ای با کف دست چرب به محل کار بدن می رود تا داده های ژنومی را به اشتراک بگذارد، پروتئین بسازد و فعالیت ژن را تنظیم کند.
اما یک مشکل وجود دارد: ریبوز شکننده است. مانند شکر سفره، گرما و عوامل دیگر آن را به کارامل تبدیل می کند – نه مواد خوشمزه، بلکه یک “اسفنج قهوه ای” مانند قیر.
این ایده آل نیست، اگرچه ما انسان ها بسیاری از مواد گوپی مانند را خودمان می سازیم (و می سازیم).
با این حال، ممکن است دیگر مشکلی نباشد: دانشمندان حیات یک پیشرفت بالقوه در پازل ژئوشیمیایی را گزارش کرده اند که هدف آن توضیح چگونگی تبدیل شیمی به زیست شناسی و ظهور حیات از گل است.
طبق یک مطالعه جدید در گزارش های علمیاخترزیست‌شناسان و شیمی‌دانان دانشگاه نیو ساوت ولز در استرالیا کشف کردند که ریبوز باستانی ممکن است توسط یک عامل عنصری بی ادعا از کاراملی شدن جلوگیری کرده باشد – عاملی که خود ریبوز به در دسترس قرار گرفتن آن کمک کرده است.
آن عنصر، بور متالوئیدی بود که نشانی از تبخیر طولانی مدت آب در مریخ را نیز نشان می داد.
هنگامی که ترکیبات ریبوز و بور به هم می رسند، کمپلکس هایی را تشکیل می دهند.
اما وجود بور نیز شکننده است. می‌توان آن را از آب بیرون کشید و در صخره‌ها حبس کرد – و بنابراین برای اشکال حیاتی پررونق بی‌فایده شد – توسط چیزهایی مانند کلسیم.
بر این اساس، بسیاری از مطالعات در طول دو دهه گذشته سناریوهای مختلف برهمکنش ریبوز-بور را بررسی کرده‌اند.
اما، بر اساس روش‌های آنها، برخی از این آزمایش‌ها ممکن است محیط‌های واقعی اولیه زمین را منعکس نکنند.
بنابراین، همراه با بوراکس آزمایشگاهی استاندارد، آنها از مواد معدنی متداول “دنیای واقعی” بور استفاده کردند: کرنیت، کلمنیت و اولکسیت – که حاوی سدیم، کلسیم یا هر دو نیز هستند – برای آزمایش چگونگی حل شدن بور در آب بر اساس نوع ماده معدنی که از آن می آید.
آنها این کار را بدون و با گنجاندن ریبوز انجام دادند، با شرایط قبلی که به عنوان کنترل عمل می کرد.
ببینید، افزودن ریبوز برهمکنش بین بور و کلسیم را به شکلی حیاتی تغییر داد.
در حالی که کلسیم بور را در سنگ‌های سرسختانه نامحلول جذب می‌کند، تبدیل این پشت سر هم به یک مثلث عشقی شیمیایی با معرفی ریبوز، محلول حلالیت را فراهم می‌کند.
ریبوز به بیرون کشیدن بور از زندان صخره ای خود در آب از طریق هر چهار ماده معدنی مورد استفاده محققان کمک کرد – و به ویژه برای مواد حاوی کلسیم موثر بود.
سپس این تیم آزمایش را با استفاده از یک قطعه “پوسته تبخیری پف کرده” جمع آوری شده از سیستم هیدروترمال پوگا در ارتفاع بالا در لاداخ، هند، برای یک آنالوگ شیمیایی از زمین اولیه تکرار کردند.
وقتی این ماده را بدون ریبوز در آب غوطه ور کردند، مقدار مشخصی بور آزاد شد. هنگامی که آنها ریبوز اضافه کردند، مقدار بور آزاد شده در آب تقریباً 60 درصد افزایش یافت.
سپس محققان بررسی کردند که آیا ریبوز تجزیه شده می تواند حلالیت بور را بهبود بخشد یا خیر.
پس از “کارامل کردن” ریبوز آنها توسط گرما و قلیایی یا شیمیایی، آنها فقط افزایش جزئی در مقدار مطلق بور محلول در محلول یافتند.
اگرچه غلظت بور محلول کلمنیت با افزودن ریبوز کاراملی شده 50 درصد افزایش می یابد، اما این افزایش بسیار کمتری نسبت به ریبوز تازه است که به همان ماده معدنی می دهد (حدود 3.5 برابر بور بیشتر)، که نشان می دهد ریبوز تازه بهترین است.
در نهایت، محققان به طور مشابه ساکارز و گلوکز را آزمایش کردند و دریافتند که آنها می توانند حلالیت بور را بهبود بخشند، اما نه به اندازه ریبوز. این احتمالاً به این دلیل است که هندسه مولکولی ریبوز به ویژه برای تشکیل کمپلکس های پایدار با بور مناسب است.
بنابراین، محققان چرخه زیر را پیشنهاد می کنند.
ریبوز بور را می کشد و از آن محافظت می کند و سپس از ریبوز محافظت می کند. بنابراین، ریبوز بیشتر می‌تواند به بور محلول بیشتری منجر شود، که می‌تواند به بقای ریبوز بیشتر کمک کند و زمینه را برای فرضیه جهان RNA و در نهایت برای ما فراهم کند.
اما یک دقیقه صبر کنید. این مطالعه همچنین یک نکته جالب توجه را ارائه می دهد: ترکیبات بور یک شمشیر دو لبه است. آنها می توانند ریبوز موجود را تثبیت کنند، اما بیش از حد آنها در وهله اول از تشکیل ریبوز جلوگیری می کنند.
در این زمینه، کلسیم به طور ناگهانی تبدیل به یک قهرمان شرور می شود: ممکن است سطح بور را پایین نگه داشته باشد تا ریبوز تشکیل شود، و سپس احتمالاً زنجیره فوق الذکر غلبه کرده است.
در نهایت، تغییر سطح pH که ممکن است در سیستم‌های چشمه‌های آب گرم رایج باشد، ممکن است به آزادسازی ریبوز از بور کمک کرده باشد و به آن اجازه دهد تا واکنش‌های دیگری مانند ما دوباره انجام دهد.
بنابراین این کار ارزش استفاده از نمونه‌های معدنی طبیعی را به جای مواد خالص و مصنوعی نشان می‌دهد، حتی اگر نمونه‌های دوم به حفظ کنترل و کاهش پیچیدگی آزمایش کمک کنند.
در نتیجه، ما دایره کامل (یا نیمه) کامل را به نقل قول کارل سیگان در مورد ستاره بودن همه ما می‌رسیم – به‌ویژه شکر فضایی.
البته حساسیت ما به شیرینی آرام بخش شکر اثرات زیادی برای سلامتی دارد. اما شاید آن نقطه اتکای فیزیکی را نیز فراهم کرد که به ما کمک کرد وجود داشته باشیم و سعی کنیم در حد اعتدال از آن لذت ببریم.
این مطالعه در منتشر شد گزارش های علمی.
این مقاله توسط ربکا دایر تصحیح و توسط ربکا دایر ویرایش شده است. در حالی که ما به روند خود افتخار می کنیم، ما فقط انسان هستیم. اگر خطایی را مشاهده کردید، لطفاً به ما اطلاع دهید.
