جرى، خلال 80 عاماً، قبول بدء الحياة في "حساء بدئي" من جزيئات عضوية، قبل أن تتطور خارج المحيطات بعد ذلك بملايين الأعوام.
اليوم، ينقلب وضع فرضيّة "الحساء" رأساً على عقب عبر مقال رائد منشور في مجلة مقالات حيوية، و الذي يؤكد بأن طاقة الأرض الكيميائية، قد صدرت عن فتحات في قشرة الأرض، يصدر بخار الماء وبعض الغازات منها إلى المحيط، وهو الأمر الذي أعطى الدفقة الاولى للحياة.
" تقول نصوص الفرضيّة (الحساء البدئي) بأن الحياة إنبثقت من حساء عضوي، وأنّ أوائل الخلايا قد نمت جرّاء تخمير تلك المركبات العضوية لتوليد الطاقة بصيغة أدينوسين ثلاثي الفوسفات.
نحن نوفر وجهة نظر جديدة تبين سبب عدم عمل تلك الفرضية بشكل مطلق"، كما قال رئيس فريق البحث نيك لين من جامعة لندن.
"نقدّم البديل على أنَّ ظهور الحياة قد حدث إعتباراً من غازات (الهيدروجين، ثاني أوكسيد الكربون، الآزوت وكبريتيد الهيدروجين) وصدرت الطاقة اللازمة للحياة الأولى بالإستفادة من التدرجات الجيوكيميائية الموجودة في الأم الأرض، وبشكل خاص من الفتحات الحرارية المائية في أعماق المحيط – فتحات مملوءة بحجيرات (تصغير حُجرة) دقيقة، أو مسام، مترابطة فيما بينها".
اقتُرِحَت فرضية الحساء البدئي، للمرّة الأولى العام 1929، عندما نشر جون هولدين كتابه المؤثر حول أصل الحياة، الذي إعتبر فيه بأن الإشعاعات فوق البنفسجية قد وفّرت الطاقة لتحوُّل الميتان والأمونياك والماء إلى أوائل المركبات العضوية في محيطات الأرض الشابة.
مع هذا، تُشير الإنتقادات لفرضية الحساء البدئي لإنعدام وجود قوّة دافعة تدعم قيام تفاعلات بينها، ودون مصدر للطاقة، لن تظهر حياة كالتي نعرفها.
" رغم الأخطاء الطاقيّة الحيوية والدينامية الحرارية بفرضية الحساء البدئي، التي مضى على ظهورها 80 عاماً.
فلا تزال "فرضية الحساء البدئي" الفكرة المركزية العامة حول أصل الحياة" كما يقول عالم الأحياء التطوريّ وليام مارتن من معهد علم النبات الثالث في دوسلدروف.
"لكن، ليس للحساء القدرة على إنتاج الطاقة الحيوية".
برفض فرضية الحساء، عاد فريق البحث إلى كيمياء الأرض، لتحديد مصدر الطاقة التي قد أمكنها تغذية أوائل أسلاف الكائنات الحيّة البدائية:
ألا وهو التدرجات الجيوكيميائية بطول عمود من الكهوف المجهرية في الفوهات الحرارية المائية.
تلك الخلايا المحفزّة، قد ولّدت الدهون والبروتينات والنكليوتيدات مُعطية الأصل لأوائل الخلايا الحقيقية.
ركّز فريق البحث على الأفكار المُطوَّرة من قبل عالم الكيمياء الحيوية مايكل راسل حول تلك الفوهات القلوية في الأعماق البحرية، والتي تُنتج تدرجات كيميائية شديدة الشبه لتلك المستعملة من قبل كل الكائنات الحية الراهنة تقريباً – تدرج بروتونات على غشاء.
إستفادت أوائل الكائنات، على الأرجح، من تلك التدرجات من خلال عملية معروفة كتناضح كيميائي، والتي فيها يُستخدم تدرج البروتونات لتوجيه تركيب العملة (لَبِنة) الكونية من الطاقة الأدينوزين ثلاثي الفوسفات، أو المُكافئات الأبسط. بوقت لاحق، قد تطورت الخلايا لتوليد تدرجها الخاص من البروتونات، بواسطة إنتقال الإلكترونات من مُعطي (مانح) إلى مُستقبل (مُتلقي).
يعتبر فريق البحث بأنّ أول مُعطي هو الهيدروجين وأول مُستقبل هو ثاني أوكسيد الكربون.
" ورثت الخلايا الحيّة الحديثة ذات الحجم من تدرج البروتونات، وجوهرياً، ذات التوجيه – إيجابي نحو الخارج وسلبي نحو الداخل – الحويصلات الغير عضوية التي قد ظهرت اعتباراً منها "، كما قال المساعد في البحث عالم الأحياء الكيميائي جون ألين من جامعة الملكة ماري في لندن.
" تُشير القيود الترموديناميكية لأنّ التناضح الكيميائي ضروريّ جداً لأجل إستقلاب الكاربون والطاقة في كل الكائنات، التي تنمو اليوم إعتباراً من مواد كيميائية بسيطة (مثل ذاتيات التغذية، وهي كائنات حيّة ذاتية تغذية وتعتمد بغذائها على مواد غير عضوية)، ومن المفترض أنّ هذا قد حصل في أوائل الخلايا الحيّة الحرّة"، بحسب نيك لين.
" هنا، نأخذ، كيفية تمكُّن أوائل الخلايا من الإستفادة من قوة مخلوقة جيوكيميائياً، بعين الإعتبار، وتعلّمت، بالتالي، كيفية صنع قوتها".
هذا بمثابة إنتقال حيوي، فالتناضح الكيميائي هي الآلية الوحيدة، التي مكَّنت الكائنات الحية من الخروج من تلك الفتحات.
"فالسبب الذي يجعل
كل الكائنات، اليوم، قائمة على التناضح الكيميائي، ببساطة، هو وراثتها من الحقبة والمكان،
الذي قد تطورت فيه أوائل الخلايا – ولم يحدث تطورها دون حصول هذا"، كما قال وليام مارتن.
" بعيداً عن
التعقيد الزائد لوجود الحياة الأولية، فيستحيل وجود بداية دون
تناضح كيميائي"، يستنتج نيك لين.
" هي ساعة سحب البساط من تحت فرضية التخمر في حساء بدئي ما "كحياة بلا أوكسجين" – فكرة تؤرخ لحقبة، لم يعرف أخصائيُّو علم الأحياء، خلالها، أيّ شيء عن صنع الأدينوزين الثلاثي الفوسفات".
قد يهمكم الإطلاع على مواضيع ذات صلة
هل تشكّل الببتيدات: مفتاح التطور الكيميائيّ؟
نظرية الضباب البدئيّ تُنافس نظرية الحساء البدئيّ في النقاش حول بدء الحياة
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق