توضیح جدیدی در مورد چگونگی فرگشت ِ حیات اولیۀ زمین -آکا

در این مقاله از سایت آکاایران مطلبی در مورد توضیح جدیدی در مورد چگونگی فرگشت ِ حیات اولیۀ زمین ارائه شده است ، همچنین برای مشاهده مقالات بیشتر در دسته از سایت علمی آکاایران مقالات بیشتری را مشاهده نمایید

آکاایران: بیگ بنگ: محققان شواهد جدیدی از وجود بیوشیمی ابتدایی که فاقد نیاز به فسفات رخ داده است، را کشف کردند. فسفات مولفه ای ضروری از ساختار اسید نوکلئیک های سازنده ی ترکیب ژنتیک ما است. این شواهد باعث بالا گرفتن بحث وجود حیات پیش از وجود متابولیسم شده است.

به گزارش آکاایران:

توضیح جدیدی در مورد چگونگی فرگشت ِ حیات اولیۀ زمین
,[categoriy]

آکاایران: توضیح جدیدی در مورد چگونگی فرگشت ِ حیات اولیۀ زمین

به گزارش بیگ بنگ، دانشمندان دانشگاه MIT و دانشگاه بوستون، تعدادی مسیرهای متابولیکی جایگزین که نیازی به فسفات ندارند را شناسایی کرده اند. این یافته ها می تواند شکاف موجود در دانسته های ما در مورد چگونگی تکامل شیمی آلی پیچیده به حیات بر روی زمین را پر کند. حیاتی که ما امروزه تعریف می کنیم عمدتا مبتنی بر جابه جایی های ناقص شیمیایی است. جابه جایی ناقص شیمیایی به یک نمونه برای کپی شدن و یک روش برای گرفتن انرژی مورد نیاز برای باز آرایی ترکیبات بر پایه ی کربن به شکل فرم های پیچیده تر نیاز دارد. سوال این است که کدام یک از این موارد اول وجود داشته اند؟ کد شیمیایی که از لحاظ پیچیدگی می تواند فرگشت پیدا کند یا مسیرهای پیچیده ای که می تواند با استفاده از انرژی، مواد شیمیایی ساده را به ترکیبات آلی پیچیده تبدیل می کند.

در فرضیه ای که به جهان ِ آر ان ای(RNA) معروف است رشته هایی از اسید ریبونوکلئیک شناور یا آر ان ای با ایفای نقش پلیمرها به عنوان نوع اولیه ای از نمونه ی اطلاعات و ماشین شیمیایی، پروسه ی حیات را تسهیل بخشیدند. مشکلی که این فرضیه دارد است که آر ان ای فاقد داشتن یک منبع انرژی قادر به انجام این کار نیست. منبع انرژی نیازمند یک رشته از واکنش های شیمیایی است که می توان آن را شکلی ابتدایی از متابولیسم در نظر گرفت.

علاوه بر آن مولکول های RNA شامل فسفات است که در محیط قفل شده بود و امکان شرکت در ایجاد ترکیبات آلی را نداشت. فرضیه ی دیگر “پیش از حیات” پیشنهاد می دهد که اشکال اولیه ی شیمی متابولیک، انرژی را به شکل نور یا گرما از محیط جذب کرده و آن را در یک سوپ آلی آزاد شده توسط غشای سلول ها از یک واکنش شیمیایی به واکنش شیمیایی دیگری منتقل کردند.

,[categoriy]
نهایتا این متابولیسم ابتدایی با RNA جفت شده و سلول های اولیه را ساختند. متابولیسم در ارگانیسم های امروزی بر پایه ی ترکیباتی چون آدنوزین تری فسفات(ATP) و نیکوتین دی نوکلئوتید فسفات آدنین(NADP) است که اینها هم شامل مولکول فسفات می باشند. مسیر های متابولیکی جایگزین که محققان از آن سخن می گویند بر پایه ی مولکول هایی است که با استفاده از سولفور ساخته شده است. سولفور میلیاردها سال پیش در اقیانوس های زمین به میزان فراوان وجود داشته است.

دانیل سگرا از دانشگاه بوستون می گوید: « اهمیت این تحقیق در آن است که تلاش های آتی برای فهم منشاء حیات باید این احتمال را در نظر بگیرند: فرایندهای بر پایه ی فسفات که امروزه ضروری می باشند، ممکن است زمانی که فرآیندهای مشابه با حیات برای اولین بار شکل گرفتند در دسترس نبوده باشند.» ایده ی نقش سولفور در متابولیسم های اولیه، ایده ای نوین نیست. پیش از این شیمیدان قرن بیستم آلمانی به نام گونتر وشترهویزر پیشنهاد داده بود که ترکیبات سولفید آهن و سولفید نیکل می توانند همچون کاتالیزور برای تثبیت کربن در دهانه ی آتشفشان های اعماق اقیانوس عمل کرده و متابولیسمی ساده برای ارگانیسم های پیشگام است.

شواهد قطعی که انواع واکنش های درگیر با “فرضیه ی جهان آهن-سولفور”را به هم ربط می داد بسیار کم بودند. سگرا می گوید:« آنچه تا امروز نمیدانستیم شواهد داده محور مبنی بر این بود که فرایند های اولیه بیش از واکنش های پراکنده قادر به تشکیل شبکه ی متابولیک اولیه ی نسبتا غنی و بسیار متصل بوده اند.» بنابراین سگرا و تیمش با استفاده از سیستم های زیست شناسی محاسباتی – رهیافتی تئوری که با استفاده از مدل های ریاضی مسیرهای با انشعاب های گوناگون را بررسی می کند – مجموعه ای از ۸ ترکیب فاقد فسفات را شناسایی کردند که در اقیانوس های گذشته به فراوانی وجود داشته است.

,[categoriy]
آنها سپس الگوریتی برای شبیه سازی متابولیسم اولیه بر اساس این ترکیبات به کار گرفتند که شامل آهن سولفید و ترکیباتی شامل سولفور به نام تیواستر بود و به آنها اجازه میداد تا نحوه ی رخ دادن دسته ای از واکنش های مختلف را ارزیابی کنند. محققان پی برده اند که شبکه ای از ۳۱۵ واکنش که شامل ۲۶۰ متابولیسم است می تواند از تولید طیف گسترده ای از ترکیبات آلی پیچیده ی ضروری برای حیات شامل آمینواسید ها و کربوکسیلیک اسیدها، پشتیبانی کند.

از آنجایی که بیوشیمی، توان به جا گذاشتن اثرات زیادی در فسیل ها نداشته است، باید قطعات مختلف را با مدل های ریاضی این چنینی به هم وصل کنیم. گرچه این اثباتی برای آغاز حیات فاقد فسفات نیست اما شواهدی به احتمال شکل گیری حیات از ترکیباتی که دیگر موجودی به آن وابسته نیست، اضافه می کند. کاربرد تحقیقات این چنینی بسیار بیشتر از یافتن نحوه ی شکل گیری حیات اولیه است. ایده ی تحلیل متابولیسم همچون یک سطح اکوسیستم یا حتی پدیده ی سیاره ای به جای یک پدیده ی ارگانیسمی می تواند تاثیراتی بر روی فهم ما از جوامع میکربی داشته باشد. این تحلیل در ژورنال سل منتشر شده است. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Cell منتشر شده است.

ترجمه: معصومه رحیمی/ سایت علمی بیگ بنگ

,[categoriy]
,[categoriy]
.

منبع : bigbangpage.com

توضیح جدیدی در مورد چگونگی فرگشت ِ حیات اولیۀ زمین گردآوری توسط بخش اخبار علمی تازه های فناوری اخبار آموزشی سایت آکاایران

اخبار اکاایران

تبلیغات