Τα πρώτα μόρια – από πού προήλθαν;

Από που προήλθαν τα μόρια

 

 

Ποια μόρια υπήρχαν στην “ατμόσφαιρα” της Γης και τα οποία οδήγησαν στην δημιουργία της ζωής;

Ας πάμε “λίγο” πιο πίσω:  στο νεφέλωμα από το οποίο προήλθε το ηλιακό μας σύστημα. Πριν 5 δισεκατομμύρια χρόνια περίπου.  Ποια μόρια υπήρχαν σε αυτό; μπορούμε άραγε να το μάθουμε;  Ίσως να μπορούμε.  Οι αστρονόμοι, αστροχημικοί και όσοι άλλοι ασχολούνται με την χημική σύσταση των νεφελωμάτων βρίσκουν τρόπους ώστε να μάθουν την χημική σύσταση των σημερινών νεφελωμάτων από τα οποία δημιουργούνται τα νέα αστρικά συστήματα (τους νέους “Ήλιους” με τους πλανήτες τους). Ή αν δεν μπορούν τώρα, είναι θέμα χρόνου να το κατορθώσουν.   Θεωρώντας ότι αυτή η διαδικασία (δηλαδή η γένεση πλανητικών συστημάτων) επαναλαμβάνεται, μπορούμε να υποθέσουμε τη χημική σύστασή του.    Φυσικά. κατά τη διάρκεια του σχηματισμού του ηλιακού συστήματος, πολλά μόρια αποσυντέθηκαν (αυτά που ήταν κοντά στον πυρήνα, όπου σχηματίστηκε ο Ήλιος), άλλα αντέδρασαν μεταξύ τους, και άλλα παρέμειναν ανέπαφα.  Ελπίζουμε ότι η μελέτη της χημικής σύστασης των κομητών θα μας δώσει απαντήσεις για την χημική σύσταση του νεφελώματος από το οποίο προήλθε το ηλιακό μας σύστημα.  Να ένας από τους λόγους που οι αστροχημικοί ερευνούν τη σύσταση των κομητών και περιμένουμε να μάθουμε αρκετά από την πρόσφατη προσεδάφιση του “Philae” στον κομήτη “Τσούρι”, πρόσφατο επίτευγμα της ESA, που ενθουσίασε την επιστημονική κοινότητα.

Αναγωγική ατμόσφαιρα

Ποιά όμως ήταν η σύσταση της πρωταρχικής “ατμόσφαιρας” κατά η δημιουργία της Γης ή έστω “λίγο” αργότερα;    Μόνο υποθέσεις μπορούμε να κάνουμε, αλλά τις υποθέσεις τις κάνουμε παρατηρώντας την ατμόσφαιρα των άλλων πλανητών και αιτιολογώντας επιστημονικά αυτές τις υποθέσεις.

Οι ερευνητές που ασχολούνται με το επιστημονικό πεδίο της προέλευσης της ζωής ή αν θέλετε της προβιοτικής χημείας πιστεύουν ότι η ατμόσφαιρα της Γης ήταν αναγωγική ή έστω ουδέτερη, πάντως όχι οξειδωτική.  Δεν υπήρχε δηλαδή ελεύθερο οξυγόνο.  Αυτό συμβαίνει και στις ατμόσφαιρες των άλλων πλανητών.  Σε καμιά ατμόσφαιρα των άλλων πλανητών ή δορυφόρων αυτών δεν υπάρχει οξυγόνο.  Η παρουσία οξυγόνου κάνει αδύνατη τη δημιουργία μορίων τα οποία στη συνέχεια αντιδρώντας μεταξύ τους θα δώσουν τα βιομόρια που συμμετέχουν στο φαινόμενο της ζωής.

Αλλά ακόμα και ουδέτερη να ήταν η ατμόσφαιρα της γης στα αρχικά της στάδια, πάλι υπήρχαν πολλά αναγωγικά μικροπεριβάλλοντα (πχ ηφαίστεια) που θα μπορούσαν να συμβάλουν στη δημιουργία των μορίων που αυτά αντιδρώντας μεταξύ τους σχηματίζουν μεγαλύτερα μόρια που τελικά συμβάλλουν στη δημιουργία της ζωής.

Δημιουργία αμινοξέων, πουρινών, πυριμιδινών και άλλων μορίων

Το αρχικό πείραμα των Miller-Urey ακολούθησαν πλήθος πειραμάτων που όχι μόνο το επαλήθευσαν πανηγυρικά το αρχικό πείραμα, αλλά τροποποιώντας κάπως τη σύσταση ή τις πηγές ενέργειας, είχαν ως αποτέλεσμα την παραγωγή διαφόρων αμινοξέων, σακχάρων, πουρινών ή πυριμιδινών, και άλλων μορίων δομικών λίθων ή χημικών μορίων αναγκαίων για τη δημιουργία της ζωής.

Υπάρχει η άποψη, ότι πολλά από τα μόρια αυτά θα μπορούσαν να έχουν έρθει από το διάστημα μέσω μετεωριτών, κομητών ή άλλων ουράνιων σωμάτων.  Ίσως ένα μέρος από αυτά να έχει πράγματι έρθει από το Διάστημα, αλλά θεωρούμε ότι θα μπορούσαν να δημιουργηθούν στην Γη, έτσι δεν έχουμε ανάγκη την εξωγήινη προέλευση αυτών των μορίων.

Πολυμερισμός 

Όταν σχηματίστηκαν οι πρώτα μόρια – δομικοί λίθοι της ζωής, π.χ. απλά αμινοξέα, αυτά θα έπρεπε να πολυμεριστούν και να σχηματίσουν μεγαλύτερα μόρια, ας πούμε μικρές πρωτεΐνες.  Εδώ θα πρέπει να υπήρχαν υλικά που έπαιξαν το ρόλο των καταλυτών. Φυσικά και στο επίπεδο αυτό γίνονται έρευνες για την διαδικασία που ακολουθήθηκε, και το σπουδαιότερο για το ποια υλικά έπαιξαν τον ρόλο των καταλυτών.

Αλλά ακόμα και αν υπήρχαν αυτά τα μόρια αυτά, χρειαζόταν να συγκροτηθούν ώστε να σχηματίσουν οντότητες που θα μπορούσαμε να τις θεωρήσουμε “ζωντανές”.   Αλλά ποιες οντότητες ή χημικά μόρια θα μπορούσαμε να τα θεωρήσουμε ότι άρχισαν τη ζωή και η περαιτέρω εξέλιξη αυτών δημιούργησε τη ζωή όπως την ξέρουμε σήμερα;   Με άλλα λόγια, ποια χαρακτηριστικά έχει η στοιχειώδης ζωής.  Ή τί είναι στοιχειώδης ζωή;