Posted by მეცნიერებისთვის ჯერ ისევ გაურკვეველი რჩება, როგორ ჩაისახა სიცოცხლე დედამიწაზე. მიუხედავად იმისა, რომ მის შესახებ უკვე ბევრი რამ გავიგეთ, ამ კითხვაზე ზუსტი პასუხი ჯერ კიდევ არ არსებობს. თუმცა, მიჩნეულია, რომ მეტაბოლიზმი, ანუ ქიმიური რეაქციის წარმართვის უნარი ენერგიის მოსაპოვებლად იმ შინაგანი პროცესებისთვის, რომლებიც ცხოველმოქმედებას უზრუნველყოფს, არაცოცხალიდან ცოცხალზე გადასვლის წერტილად იქცა. ეჭვგარეშეა, რომ მოლეკულა, რომელმაც პირველად წარმოქმნა მეტაბოლური რეაქცია, მარტივი იყო და წყალში არსებული კომპონენტებისგან ჩამოყალიბდა. ამავდროულად, თავად რეაქცია საკმარისად ეფექტური იყო იმისათვის, რომ გარემოში კოლოსალური ცვლილებები გამოეწვია. სავარაუდოდ, მეცნიერებმა მოახერხეს იმის გარკვევაც, თუ როგორი იყო პირველი მეტაბოლური რეაქცია და რომელმა მოლეკულამ წამოიწყო იგი.
მეცნიერთა აზრით, პრებიოტური ქიმიიდან, ანუ არაცოცხალი მოლეკულებიდან, რომლებიც სიცოცხლეს წინ უძღოდა, ბიოლოგიურ სისტემებზე გადასვლა 3,5-3,8 მილიარდი წლის წინ მოხდა. სიცოცხლის უძველესი ფორმები, სავარაუდოდ, წარმოიშვა ლითონებისა და ცილების ურთიერთქმედების შედეგად.
ახლა, რუტგერსის უნივერსიტეტისა და ნიუ-იორკის ქალაქის კოლეჯის მეცნიერთა ჯგუფმა აღმოაჩინა ცილა, რომელმაც, როგორც ჩანს, სიცოცხლე დაიწყო. ეს არის მარტივი პეპტიდი, რომელსაც ნიკელბეკი უწოდეს. ამ სახელს, რა თქმა უნდა, არაფერი აქვს საერთო კანადურ როკ ჯგუფთან Nickelback და მხოლოდ ცილის სტრუქტურას ასახავს.
პეპტიდი შედგება ამინომჟავებისგან, ასევე აზოტის ატომთა წყვილისგან (ცისფერი), რომლებიც ნიკელის ატომებთან (ყვითელი) არის დაკავშირებული (მთავარი ფოტო). ნიკელბეკი შეიძლება იყოს პირველი მეტაბოლური რეაქციის გამომწვევი, რის შედეგადაც, ფაქტობრივად, იგი გახდა გარდამავალი ელემენტი არაცოცხალიდან ცოცხალში. შემდგომში, ცილოვანი სტრუქტურების ევოლუციამ განაპირობა სიცოცხლის ჩვენთვის ჩვეული ფორმების გაჩენა.
იმის გასარკვევად, თუ როგორი იყო პირველი ცილა, რომელმაც დედამიწაზე სიცოცხლე შექმნა, მკვლევარებმა დაიწყეს თანამედროვე ცილების შესწავლა, რომლებიც მეტაბოლურ პროცესებს აწარმოებენ. თუმცა, უძველესი ცილები ბევრად უფრო მარტივი იყო, ვიდრე თანამედროვე, ამიტომ ისინი ცალკეულ კომპონენტებად დაშალეს.
გაირკვა, რომ ნიკელბეკი იდეალური კანდიდატია მეტაბოლიზმის უნარის მქონე პირველი ცილის როლისთვის. იმის გამო, რომ ძალიან მარტივია, თავისუფლად შეიძლებოდა გაჩენილიყო ისეთ პირობებში, როგორიც დედამიწაზე 3,8 მილიარდი წლის წინ იყო. ამავე დროს, ნიკელბეკს გარემოდან ენერგიის მიღება შეუძლია.
ცილა შეიცავს 13 მთავარ ამინომჟავას, რომლებსაც ჩვეულებრივ, სიცოცხლის „სამშენებლო აგურებს“ უწოდებენ. ამ შემთხვევაში, ნიკელის ორ ატომს შეუძლია უზრუნველყოს ნიკელ-რკინის ჯგუფის აქტივობა ჰიდროგენაზაში (NiFe). ჰიდროგენაზები არის ფერმენტები, რომლებიც მოლეკულური წყალბადის შექცევადი ჟანგვის კატალიზებას ახდენს. ჰიდროგენაზები გვხვდება ბაქტერიებში, არქეებში და ზოგიერთ ეუკარიოტებში. გარდა ამისა, ნიკელი უზრუნველყოფდა ნიკელ-ნიკელის კლასტერის აქტივობას აცეტილ-CoA-სინთაზაში. ეს მოლეკულები დღემდე მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ მეტაბოლიზმში.
მარტივად რომ ვთქვათ, სწორედ ნიკელის ატომებმა მიაწოდეს პეპტიდს ქიმიური რეაქცია, რამაც შესაძლებელი გახადა ენერგიის მოპოვება წყალბადიდან, რომელიც იმ დროს ენერგიის ძირითადი წყარო იყო. გუნდმა შეძლო ყველა ამ პროცესის გამეორება ლაბორატორიაში, რომლის შესახებაც ისინი ჟურნალ Science Advances-ში იტყობინებოდნენ. ამრიგად, ამ კვლევის შედეგები კორელაციაშია ზემოხსენებულ კვლევასთან, რომელშიც ამტკიცებდნენ, რომ ლითონები და ცილები წარმოადგენდნენ სიცოცხლის საფუძველს.
აღსანიშნავია, რომ დედამიწის უძველეს ოკეანეებში ნიკელი საკმაოდ გავრცელებული ლითონი იყო. და თუ მან გადამწყვეტი როლი ითამაშა ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლის წარმოშობაში, მაშინ, სავსებით შესაძლებელია, სხვა პლანეტებზეც შექმნას სიცოცხლე, რომელიც ჯერ კიდევ არ განვითარებულა. სხვათა შორის, პირველი ბაქტერიების ევოლუცია განვითარებულ სიცოცხლეში სრულიად შემთხვევით მოხდა. თეორიულად, დედამიწაზე სიცოცხლე დღემდე შეიძლება დარჩენილიყო მარტივი ბაქტერიების სახით.
რა თქმა უნდა, სიცოცხლე არა მარტო მეტაბოლიზმს ეფუძნება, არამედ გენეტიკური კოდის ორ ძირითად ფორმას – დნმ-ისა და რნმ-ის მოლეკულებს (დნმ – უოთსონი, ქრიქი, უილკინსი, ფრანკლინი). მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ ეს ფორმები დედამიწაზე სიცოცხლის გაჩენამდეც კი არსებობდა. სავსებით შესაძლებელია, რომ რნმ, ჩვენს პლანეტაზე მეტეორიტებთან ერთად მოხვდა, უფრო სწორად მისი კომპონენტები. არც ისე დიდი ხნის წინ, ამის ირიბი მტკიცებულებებიც იქნა ნაპოვნი (ასტეროიდი, ლაზერი, სიცოცხლე…)
2016 წელს, NASA-ს მეცნიერთა ჯგუფმა გადაწყვიტა, მზე განეხილა სიცოცხლის ჩასახვისთვის საჭირო ენერგიის წყაროდ. ენერგიის ნაკლებობის ანაზღაურება ახალგაზრდა “ვარსკვლავის კაპრიზული” ხასიათის ხარჯზე შეიძლებოდა მომხდარიყო, რომელიც დამუხტული ნაწილაკების ნაკადებს აფრქვევდა დედამიწას. მძლავრი ანთებები მზეზე ხშირად ხდებოდა ეს ენერგია სრულიად საკმარისი იყო ქიმიური რეაქციების წამოსაწყებად.
დედამიწის ჰიპოთეტური ატმოსფეროს იმიტირებისთვის, მკვლევარებმა სხვადასხვა თანაფარდობის გაზების ნარევები გამოიყენეს. ამ ნარევებზე ზემოქმედება მოახდინეს ელექტრული დენით (ელვა) და პროტონული სხივებით (ანთებები მზეზე). როგორც გაირკვა, ამინომჟავების გაჩენისთვის ელვის ზემოქმედებით, მეთანის მინიმუმ 15%-იანი შემადგენლობის ატმოსფერო იყო საჭირო.
მზიდან ამოფრქვეულ დამუხტულ ნაწილაკებს კი კარბოქსილის მჟავა და ამინომჟავები, მეთანის 0,5%-იანი აირის ნარევებშიც შეუძლია წარმოქმნას. უფრო მეტიც, ასეთ ნარევშიც კი, პროტონების გავლენით ამინომჟავების წარმოქმნის ეფექტურობა მილიონჯერ მეტი იყო, ვიდრე ელვისებური ზემოქმედების დროს (Life).
ასევე, მეცნიერები ყურადღებას ამახვილებენ იმ ფაქტზე, რომ ცივ პლანეტაზე ელვის არსებობის ალბათობა უკიდურესად მცირეა. ამიტომ, ნასას მკვლევარების მიერ შემოთავაზებული ვერსია უფრო სარწმუნოდ გამოიყურება (სიცოცხლე).