สิ่งก่อสร้างที่สำคัญของชีวิตบนโลกก่อตัวได้ง่ายขึ้นในอวกาศ

ต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกยังคงเป็นปริศนา แต่เรากำลังค่อยๆ คลี่คลายขั้นตอนที่เกี่ยวข้องและส่วนผสมที่จำเป็น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าชีวิตเกิดขึ้นจากซุปเคมีอินทรีย์และชีวโมเลกุลในยุคดึกดำบรรพ์บนโลกยุคแรกเริ่ม และในที่สุดก็นำไปสู่สิ่งมีชีวิตจริง

เป็นที่สงสัยกันมานานแล้วว่าส่วนผสมบางอย่างเหล่านี้อาจถูกส่งมาจากอวกาศ ตอนนี้มีการศึกษาใหม่ ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์ก้าวหน้าแสดงให้เห็นว่ากลุ่มโมเลกุลพิเศษที่เรียกว่าเปปไทด์สามารถก่อตัวได้ง่ายกว่าภายใต้เงื่อนไขของอวกาศมากกว่าที่พบในโลก นั่นหมายความว่าพวกมันสามารถถูกส่งมายังโลกยุคแรกโดยอุกกาบาตหรือดาวหาง และสิ่งมีชีวิตนั้นก็อาจจะก่อตัวที่อื่นได้เช่นกัน

หน้าที่ของชีวิตได้รับการยึดถือในเซลล์ของเรา (และการทำงานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด) โดยโมเลกุลคาร์บอน (อินทรีย์) ที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ที่เรียกว่าโปรตีน วิธีสร้างโปรตีนหลากหลายชนิดที่เราต้องการเพื่อให้มีชีวิตอยู่นั้นถูกเข้ารหัสไว้ใน DNA ของเรา ซึ่งเป็นโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่และซับซ้อน

อย่างไรก็ตาม โมเลกุลที่ซับซ้อนเหล่านี้ประกอบขึ้นจากโมเลกุลขนาดเล็กและเรียบง่ายหลายชนิด เช่น กรดอะมิโน ซึ่งเรียกว่าส่วนประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิต

เพื่ออธิบายต้นกำเนิดของชีวิต เราต้องเข้าใจว่า Building Block เหล่านี้ก่อตัวขึ้นอย่างไรและที่ไหน และภายใต้เงื่อนไขใดที่พวกมันประกอบตัวเองเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยธรรมชาติ สุดท้ายนี้ เราต้องเข้าใจขั้นตอนที่ช่วยให้พวกมันกลายเป็นระบบที่จำกัดและจำลองตัวเองได้ ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิต

การศึกษาล่าสุดนี้ให้ความกระจ่างว่าหน่วยการสร้างเหล่านี้บางส่วนอาจก่อตัวและประกอบขึ้นได้อย่างไร และมาอยู่บนโลกได้อย่างไร

ก้าวสู่ชีวิต

DNA ประกอบด้วยประมาณ กรดอะมิโน 20 ชนิด- เช่นเดียวกับตัวอักษร ตัวอักษรเหล่านี้จัดเรียงอยู่ในโครงสร้างเกลียวคู่ของ DNA ในรูปแบบต่างๆ เพื่อเข้ารหัสรหัสพันธุกรรมของเรา

เปปไทด์ยังเป็นการรวมตัวของกรดอะมิโนในโครงสร้างคล้ายสายโซ่ เปปไทด์ สามารถประกอบด้วยกรดอะมิโนเพียงสองตัวเท่านั้น แต่ก็มีกรดอะมิโนหลายร้อยตัวด้วย

การรวมตัวของกรดอะมิโนเป็นเปปไทด์เป็นขั้นตอนสำคัญเนื่องจากเปปไทด์ให้ฟังก์ชันต่างๆ เช่น การเร่งปฏิกิริยาหรือการเพิ่มประสิทธิภาพปฏิกิริยาที่มีความสำคัญต่อการดำรงชีวิต นอกจากนี้ยังเป็นโมเลกุลที่อาจประกอบขึ้นเป็นเมมเบรนรุ่นแรกๆ ซึ่งจำกัดโมเลกุลเชิงหน้าที่ไว้ในโครงสร้างคล้ายเซลล์

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าเปปไทด์จะมีบทบาทสำคัญในการกำเนิดสิ่งมีชีวิต แต่ก็ไม่ใช่เรื่องง่ายนักที่เปปไทด์จะก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติภายใต้สภาพแวดล้อมบนโลกยุคแรกเริ่ม ในความเป็นจริง นักวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาในปัจจุบันมี แสดงก่อนหน้านี้ ว่าสภาพความเย็นของอวกาศเอื้ออำนวยต่อการก่อตัวของเปปไทด์มากกว่า

ในเมฆโมเลกุลและอนุภาคฝุ่นที่มีความหนาแน่นต่ำมากในส่วนหนึ่งของอวกาศที่เรียกว่าตัวกลางระหว่างดวงดาว (ดูด้านบน) อะตอมของคาร์บอนเดี่ยวสามารถเกาะติดกับพื้นผิวของเมล็ดฝุ่นพร้อมกับโมเลกุลของคาร์บอนมอนอกไซด์และแอมโมเนีย พวกเขา แล้วตอบสนองต่อรูปแบบ โมเลกุลคล้ายกรดอะมิโน เมื่อเมฆดังกล่าวหนาแน่นขึ้นและอนุภาคฝุ่นก็เริ่มเกาะติดกัน โมเลกุลเหล่านี้ก็สามารถรวมตัวกันเป็นเปปไทด์ได้

ในการศึกษาใหม่ นักวิทยาศาสตร์มองไปที่สภาพแวดล้อมที่หนาแน่นของดิสก์ที่เต็มไปด้วยฝุ่น ซึ่งในที่สุดระบบสุริยะใหม่ที่มีดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ก็จะปรากฏขึ้นมา ดิสก์ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อเมฆพังทลายลงอย่างกะทันหันภายใต้แรงโน้มถ่วง ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ โมเลกุลของน้ำจะแพร่หลายมากขึ้น โดยก่อตัวเป็นน้ำแข็งบนพื้นผิวของอนุภาคที่เกาะกลุ่มกันเพิ่มขึ้น ซึ่งสามารถยับยั้งปฏิกิริยาที่ก่อตัวเป็นเปปไทด์ได้

ด้วยการจำลองปฏิกิริยาที่อาจจะเกิดขึ้นในตัวกลางระหว่างดวงดาวในห้องปฏิบัติการ การศึกษาแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการก่อตัวของเปปไทด์จะลดลงเล็กน้อย แต่ก็ไม่สามารถป้องกันได้ ในทางกลับกัน เมื่อหินและฝุ่นรวมตัวกันเพื่อก่อตัวเป็นวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า เช่น ดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง วัตถุเหล่านี้จะร้อนขึ้นและปล่อยให้ของเหลวก่อตัวขึ้น สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มการสร้างเปปไทด์ในของเหลวเหล่านี้ และมีปฏิกิริยาเพิ่มเติมที่คัดเลือกโดยธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดโมเลกุลอินทรีย์ที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น กระบวนการเหล่านี้น่าจะเกิดขึ้นระหว่างการก่อตัวของระบบสุริยะของเราเอง

ส่วนประกอบสำคัญของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น กรดอะมิโน ลิพิด และน้ำตาล สามารถก่อตัวได้ในสภาพแวดล้อมในอวกาศ- มีการตรวจพบจำนวนมากในอุกกาบาต

เนื่องจากการก่อตัวของเปปไทด์นั้นมีประสิทธิภาพในอวกาศมากกว่าบนโลก และเนื่องจากพวกมันสามารถสะสมในดาวหางได้ ผลกระทบของพวกมันที่มีต่อโลกในยุคแรกเริ่มอาจส่งสารที่เร่งขั้นตอนไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก

แล้วทั้งหมดนี้มีความหมายอย่างไรสำหรับโอกาสที่เราจะได้พบกับชีวิตมนุษย์ต่างดาว? องค์ประกอบพื้นฐานสำหรับชีวิตนั้นมีอยู่ทั่วจักรวาล เงื่อนไขที่ต้องมีความเฉพาะเจาะจงเพียงใดเพื่อให้สามารถรวมตัวกันเป็นสิ่งมีชีวิตยังคงเป็นคำถามเปิด เมื่อเรารู้แล้ว เราก็จะพอมีความคิดที่ดีว่าชีวิตจะแพร่หลายแค่ไหนหรือไม่ก็ได้

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

เครดิตภาพ: อัลเดบาราน เอส / Unsplash

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://singularityhub.com/2024/04/23/the-crucial-building-blocks-of-life-on-earth-form-more-easily-in-outer-space/