ซึ่งทำปฏิกิริยากับปล่องไฟหินปูน อะซิเตท (แหล่งพลังงานที่เป็นไปได้สำหรับชีวิตในวัยเด็ก) และไฮโดรคาร์บอน (ส่วนประกอบสำคัญสำหรับชีวิต) ยิ่งไปกว่านั้น รูพรุนในปล่องหินปูนยังแนะนำวิธีที่จะทำให้สารเคมีเกิดปฏิกิริยาโดยไม่ลอยหายไปมาร์ตินผู้ซึ่งร่วมมือกับนักธรณีวิทยาเพื่อเสนอทฤษฎีเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตที่ช่องระบายอากาศ Lost City อธิบายว่า “ช่องขนาดเล็กเหล่านี้ทำหน้าที่ในการจัดหาสารเคมีในลักษณะทางกายภาพโดยไม่มีเยื่อหุ้มเซลล์ เซลล์ต้น ๆ อาจมีชีวิตอยู่ได้จากค็อกเทลเคมีภายในช่อง “Lost City เป็นสิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่เกิดขึ้นในทศวรรษที่ผ่านมาในสาขานี้” เขากล่าว
แม้ว่าช่องระบายอากาศ Lost City
ในปัจจุบันจะไม่มีเมื่อประมาณ 4 พันล้านปีก่อน แต่ช่องระบายอากาศที่คล้ายกันอาจปล่อยสารเคมีที่ช่วยชีวิตออกสู่มหาสมุทรยุคแรก นักธรณีวิทยาจะตัดสินว่าปล่องดังกล่าวมีอยู่จริงหรือไม่ และขึ้นอยู่กับนักชีววิทยาที่จะพิจารณาว่าชีวิตจะเติบโตที่นั่นได้หรือไม่
Armen Mulkidjanian จากมหาวิทยาลัย Universität Osnabrück ในเยอรมนี มีแนวคิดที่แตกต่างออกไปเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นของชีวิต เขาศึกษาลักษณะเฉพาะของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวสมัยใหม่ที่แบ่งปันซึ่งกันและกัน ซึ่งเป็นหัวข้อโปรดในหมู่นักชีววิทยาด้านวิวัฒนาการหลายคน มีอยู่สองโดเมนหลักของสิ่งมีชีวิตดังกล่าว — แบคทีเรียและอาร์เคีย — และทั้งสองคิดว่ามีวิวัฒนาการมาจากบรรพบุรุษร่วมกันที่มีอยู่อย่างน้อย 3.5 พันล้านปีก่อน
ในขณะที่เซลล์แรกของโลกอาจจะมีความดั้งเดิมมากกว่าบรรพบุรุษนี้ การศึกษาลักษณะของเซลล์อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถรวมภาพเซลล์ที่แก่กว่าได้ จนถึงตอนนี้ นักวิจัยพบว่าแบคทีเรียและอาร์เคียมียีนที่เหมือนกันประมาณ 60 ยีน ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์สรุปได้ว่า บรรพบุรุษที่มีชื่อเล่นว่า LUCA (ย่อมาจาก Last Universal Common Ancestor) มียีนเหล่านี้เหมือนกัน
Mulkidjanian กล่าวว่า “สิ่งที่เราตัดสินใจทำคือการวิเคราะห์
ว่าโปรตีนแต่ละชนิดต้องการไอออนอินทรีย์ใดบ้างที่เข้ารหัสโดยยีนที่แพร่หลายเหล่านี้ การวิเคราะห์ของทีมของเขา ซึ่งรายงานในProceedings of the National Academy of Sciencesเมื่อต้นปีนี้ เปิดเผยว่าโปรตีนที่ใช้ร่วมกันเหล่านี้ต้องการโพแทสเซียมมากกว่าองค์ประกอบอื่นๆ นักวิจัยพบว่าโซเดียมขัดขวางการทำงานขององค์ประกอบเซลล์บางส่วน ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการแปลสารพันธุกรรมไปเป็นโปรตีน
“เรารู้ว่าเมมเบรนเดิมรั่วมาก เซลล์สามารถเก็บโปรตีนหรือนิวคลีโอไทด์ไว้ข้างในได้ แต่ไม่ใช่โพแทสเซียม” Mulkidjanian กล่าว นี่หมายความว่า LUCA ต้องอาศัยอยู่ที่ไหนสักแห่งที่มีโพแทสเซียมมากกว่าโซเดียม มิฉะนั้นโพแทสเซียมจะถูกน้ำท่วมทันทีจากเมมเบรน
นี่คือเวลาที่นักชีววิทยาปรึกษากับนักธรณีวิทยา นักวิจัยที่คุ้นเคยกับธรณีวิทยาโบราณเห็นพ้องกันว่าหลักฐานทั้งหมดจากหิน Hadean บ่งชี้ว่ามหาสมุทรในสมัยนั้นอุดมไปด้วยโซเดียม นักธรณีวิทยากล่าวว่าสถานที่แห่งหนึ่งบนโลกโบราณจะเต็มไปด้วยโพแทสเซียม: บ่อน้ำที่สร้างขึ้นโดยไอระเหยจากระบบภูเขาไฟซึ่งดาวเคราะห์ Hadean มีอยู่มากมาย
เมื่อหินหนืดจากภูเขาไฟทำให้หินร้อน น้ำบางส่วนจะระเหย ดึงองค์ประกอบบางอย่างออกจากหินและทิ้งส่วนที่เหลือไว้ ไอที่เกิดขึ้นสามารถควบแน่นกลับเข้าไปในน้ำและก่อตัวเป็นบ่อน้ำจืด ซึ่งไม่เพียงแต่อุดมไปด้วยโพแทสเซียม แต่ยังรวมถึงสังกะสีและฟอสเฟตด้วย ซึ่งรวมไปถึงสารที่สามารถขับเคลื่อนกระบวนการเซลล์ในระยะแรกได้ ข้อกำหนดด้านเซลล์ของ LUCA ที่เสนอโดยทีมของ Mulkidjanian ตรงกับคำอธิบายทางธรณีวิทยาของแหล่งความร้อนใต้พิภพเหล่านี้ “ความรู้ทางธรณีเคมีนั้นเป็นสิ่งที่หล่อเลี้ยงเรื่องราวทางชีววิทยาของเราจริงๆ” มัลคิดจาเนียนกล่าว
แนวคิดเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นของชีวิต ไม่ว่าจะอยู่ในมหาสมุทร สระน้ำ หรือที่อื่นทั้งหมด ยังคงเป็นแค่ข้อเสนอ สมมติฐานที่มีหลักฐานเพียงเล็กน้อย เช่นเดียวกับมุมมองที่มีอยู่เกี่ยวกับเวลาที่ชีวิตเกิดขึ้นและสิ่งที่ดูเหมือน แต่ในขณะที่นักธรณีวิทยาและนักชีววิทยายังคงเรียนรู้จากกันและกัน พวกเขากำลังค้นพบหลักฐานใหม่ที่สามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับสถานการณ์ที่มีอยู่และนำไปสู่สถานการณ์ใหม่
สำหรับนักธรณีวิทยา ความท้าทายในภายภาคหน้าคือการค้นหาและวิเคราะห์หินโบราณเพิ่มเติมเพื่อสร้างภาพดาวเคราะห์ Hadean สำหรับนักชีววิทยา ภารกิจต่อไปคือการรวมทฤษฎีของพวกเขาเกี่ยวกับเซลล์ยุคแรกกับคำอธิบายของนักธรณีวิทยาเกี่ยวกับโลกยุคแรก
“เรากำลังเริ่มลดช่องว่างระหว่างจุลชีววิทยาและธรณีเคมี” มาร์ตินกล่าว
เมื่อมีการค้นพบเพทายชนิดใหม่และมีการสำรวจสภาพแวดล้อมที่เอื้ออำนวยต่อสารเคมี เรื่องราวของชีวิตที่เริ่มต้นขึ้นอาจได้รับเวลาที่ตกลงกันไว้ สภาพแวดล้อม และในที่สุดก็มีโครงเรื่อง
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
