پژوهشی تازه نشان میدهد که رعدوبرقهای میکروسکوپی ممکن است نخستین مولکولهای آلی را روی زمین ایجاد کرده باشند، موضوعی که میتواند صحت فرضیه میلر-یوری را تأیید کند.
به گزارش تکناک، نظریههای متعددی درباره پیدایش حیات روی زمین مطرح شده است، اما یکی از جنجالیترین آنها در سال ۱۹۵۳ توسط استنلی میلر و هارولد یوری ارائه شد. این دو دانشمند، آزمایشی انجام دادند که در آن، شرایط زمین اولیه را با استفاده از آب، گازها و جرقههای الکتریکی شبیهسازی کردند تا فرایند رعدوبرق را بازسازی کنند. در پایان این آزمایش مشاهده شد که اسیدهای آمینه، یعنی ترکیبات بنیادین سازنده حیات، تشکیل شدهاند.
این یافته باعث شکلگیری فرضیه میلر-یوری شد، که بر اساس آن، حیات روی زمین از زمانی آغاز شد که ترکیبات شیمیایی ساده موجود در اقیانوس، در تماس با منابع انرژی مانند رعدوبرق قرار گرفتند. بر اساس این فرضیه، چنین واکنشی میتوانست باعث تولید نخستین مولکولهای آلی شود، که پایه و اساس حیات را تشکیل دادهاند.
این ایده که حیات از طریق رعدوبرقهای میکروسکوپی پدید آمده باشد، شاید عجیب به نظر برسد، اما پژوهشی جدید، شواهدی ارائه میدهد که مشخص میکند میلر و یوری ممکن است به درستی این فرایند را توصیف کرده باشند. محققانی که این مطالعه را انجام دادهاند، بر این باور هستند که هنگام بحث درباره فرضیه میلر-یوری، اغلب رعدوبرقهای قدرتمند مدنظر قرار میگیرد، در حالی که ممکن است این تصور نادرست باشد. بر اساس این پژوهش، جرقههای نوری کوچک ناشی از برخورد امواج یا سقوط آبشارها میتوانستهاند منشأ حیات باشند.
ریچارد زاره، استاد دانشگاه استنفورد و یکی از نویسندگان این پژوهش توضیح داد: «در زمین اولیه، آب به شکل پاشش در محیط پخش میشد —در میان شکافهای صخرهای یا در برخورد با سنگها— و همین موضوع میتوانست واکنشهای شیمیایی موردنظر را به وجود آورد.» او اعتقاد دارد که این یافته، بسیاری از ایرادهایی را که به فرضیه میلر-یوری وارد شده است، برطرف میکند.
زاره و تیم پژوهشی او برای بررسی این پدیده، آزمایشی طراحی کردند که در آن، فرایندی که باعث بارگیری الکتریکی در قطرات آب هنگام پاشش یا تبدیل شدن به ریزقطرهها میشود، مورد مطالعه قرار گرفت.
نتایج نشان داد که قطرات کوچکتر، بار منفی و قطرات بزرگتر، بار مثبت دارند. نکته جالب این بود که هنگام نزدیک شدن این قطرات با بارهای مخالف، جرقههای نوری میکروسکوپی یا همان تخلیههای الکتریکی کوچک مشاهده شد. این پدیده، مشابه سازوکار شکلگیری رعدوبرق در ابرها است، اما در مقیاسی بسیار کوچکتر رخ میدهد.
پژوهشگران برای ثبت این جرقههای نوری که شدت آنها برای چشم انسان قابل مشاهده نیست، از دوربینهای پرسرعت استفاده کردند. بررسیها نشان داد که با وجود اندازه کوچک، این جرقهها از انرژی بالایی برخوردار هستند.
دانشمندان در مرحله بعد، تأثیر این پدیده را آزمایش کردند. در این آزمایش، آب با دمای محیط روی ترکیبی از دیاکسید کربن، نیتروژن، آمونیاک و متان —گازهایی که به احتمال زیاد در زمین اولیه وجود داشتهاند— پاشیده شد. همانطور که انتظار میرفت، هنگام برخورد قطرات آب با این مخلوط گازی، جرقههای نوری میکروسکوپی به طور طبیعی ایجاد شد.
در نتیجه این واکنش شیمیایی، مولکولهای آلی از جمله گلیسین (یک نوع اسید آمینه) و یوراسیل (یکی از اجزای اصلی آر.ان.ای) تولید شدند. زاره درباره این کشف گفت:
«مطالعه ما نشان میدهد که تخلیههای الکتریکی میکروسکوپی میان قطرات آب با بارهای مخالف، میتوانند همان مولکولهای آلی را تولید کنند که در آزمایش میلر-یوری مشاهده شده بودند. ما این پدیده را به عنوان یک مکانیسم جدید برای سنتز پیشزیستی مولکولهایی پیشنهاد میکنیم که اجزای سازنده حیات را تشکیل میدهند.»
این پژوهش درباره احتمال آغاز حیات در زمین با رعدوبرقهای میکروسکوپی در قطرات آب، در نشریه ساینس ادونسز منتشر شده است.
