٢٧٠ تركيبة كيميائية مستدامة قد تساعد في إيجاد الحياة على كواكب أخرى

إن الحياة على كوكب بعيد -إن وجدت أصلاً-  قد لا تكون كما الحياة على الأرض. ولكن في جعبة الكون الكثير من المكونات الكيميائية، وعدد من الطرق لمزج هذه المكونات. وقد استغل فريق من علماء جامعة ويسكنسون ماديسون هذه المحددات لكتابة كتاب وصفات لمئات من الوصفات الكيميائية ذات الاحتمالية في إنتاج الحياة.

وقد توجه قائمة مكوناتهم التركيز في البحث عن الحياة في أماكن أخرى من الكون عن طريق الإشارة إلى أكثر الشروط ملائمة لاندماج هذه الوصفات. وتعني هذه الشروط النسخ الفضائية المختلفة لتقنيات المزج وحرارة فرن الطهي ومدة طهي كل وصفة من هذه الوصفات! إليك قائمة من ٢٧٠ تركيبة كيميائية مستدامة قد تساعد في إيجاد الحياة على كواكب أخرى.

تكرار التفاعلات لنشوء الحياة

يقول العلماء إن عملية التطور من مكونات كيميائية بسيطة إلى الدورة الاستقلابية المعقدة في الخلية والتكاثر اللذان يحددان الحياة لا يتطلب بداية بسيطة وحسب، بل ويحتاج أيضاً إلى التكرار.

تقول بيتول كاشار، وهي بروفيسور علم البكتريا في جامعة ويسكنسون ماديسون وعالمة بيولوجيا فضاء تدعمها ناسا: إن أصل الحياة بالفعل عملية تبدأ من لا شيء. ولكن هذه العملية لا يمكن أن تحدث مرة فقط. فالحياة هي في الحقيقة كيمياء وشروط يمنكها أن تنتج نمطاً من التفاعلات يكرر نفسه ذاتياً.

ويطلق على التفاعلات الكيميائية التي تنتج جزيئات تشجع ذات التفاعل على الحدوث مرة فمرة اسم التفاعلات ذاتية التحفيز. وفي دراسة جديدة أجراها تشن بينج، باحث ما بعد الدكتوراه في مختبر بيتول مع مجموعة باحثين، جمع ٢٧٠ تركيبة للجزيئات ذات احتمالية للتحفيز الذاتي المستدام، وتضم هذه الجزيئات ذرات من كل مجموعات الجدول الدوري وسلاسله.

تقول كاشار: كان من المعتقد أن هذه التفاعلات نادرة، ولكننا نظهر الآن بأنها في الواقع أبعد من أن تكون نادرة. نحتاج أن نبحث في المكان الصحيح فحسب.

ما الذي ركز عليه الباحثون؟

ركز الباحثون في دراستهم على ما يسمى تفاعلات التناسب المشترك. وفي هذه التفاعلات يتحد مركبان يحويات العنصر الكيميائي نفسه ويختلفان في عدد الإلكترونات أو في حالته التفاعلية (نشاطه الكيميائي)، ويعطيان مركباً جديداً يكون فيه العنصر في الحالات التفاعلية البادئة.

ولكي يكون التفاعل تفاعلاً ذاتي التحفيز، يجب أن تزودنا نواتج التفاعل أيضاً بمواد بادئة للتفاعل لكي يحدث التفاعل مجدداً، وهكذا تصبح النواتج مواد متفاعلة تبدأ التفاعل مرة أخرى.

وينتج عن تفاعلات التناسب المشترك نسخ متعددة لبعض الجزيئات الداخلة في التفاعل، أي أنها تقدم مواداً للخطوات التالية في التحفيز الذاتي.

فإذا كانت هذه الشروط مناسبة وصحيحة، يمكنك البدء مع عدد قليل نسبياً من هذه النواتج. وفي كل مرة تتكرر بها هذه الدورة تخرج على الأقل ناتجاً زائداً واحداً. الأمر الذي يسرع التفاعل ويجعله يحدث أسرع.

التحفيز الذاتي

التحفيز الذاتي أشبه بتربية مجموعة من الأرانب. حيث يتكاثر أرنبان ليعطيا مجموعات من الأرانب في كل مرة. لتنمو الأرانب وينتج كل اثنان المزيد من الأرانب. ولا يحتاج الأمر الكثير منها لإعطاء المزيد من الأرانب.

وقد لا تكون هذه الاستراتيجية ناجعة في الكون. ولكن تأمل بيتول أن يستشف الكيميائيون الأفكار من «قائمة الوصفات» أو التركيبات الكيميائية التي جاء بها بحثها، ومن ثم أن يختبروها بأدواتهم التي تحاكي البيئات الفضائية.

خلاصة القول

لن نعرف بالضبط ما حدث على هذا الكوكب لتوليد الحياة، ولا نملك آلة الزمن للرجوع ورؤية الأمر. ولكننا نستيطع أن نولد في أنبوب الاختبار ظروفاً كوكبية متعددة. وذلك لكي نفهم كيف يمكن لديناميكيات استدامة الحياة أن تتطور في المقام الأول.

وسيركز مختبر بيتول على تفاعلات تشمل عناصر مثل الموليبدينوم والحديد. وهي متحمسة لرؤية ما سيعده الآخرون من كتاب وصفاتها من وصفات غير اعتيادية.

يقول كارل ساغان: «إذا كنت ترغب بخبز فطيرة من الصفر، فيجب أولاً أن تنشئ الكون»، وتقول الباحثة: «أعتقد أننا إذا أردنا فهم الكون، فيجب أولاً أن نخبز عدة فطائر».

ملخص المقال

تتطلب الحياة تكرار التفاعلات الكيميائية. ويمكن إذا وصفنا أنواع التفاعلات والشروط المطلوبة للتكرار الذاتي لهذه التفاعلات -ما يسمى التحفيز الذاتي- أن نركز البحث عن الحياة على كواكب أخرى. فالحياة هي في الحقيقة كيمياء وشروط يمنكها أن تنتج نمطاً من التفاعلات يكرر نفسه ذاتياً.

وقد أوجدت مجموعة من الباحثين ٢٧٠ تركيبة للجزيئات قد تساعد في إيجاد الحياة في أماكن أخرى. ويأمل الباحثون أن يستشف الكيميائيون الأفكار من هذه التركيبات الكيميائية، ومن ثم أن يختبروها بأدواتهم التي تحاكي البيئات الفضائية. والبحث عن هذه التفاعلات في المكان الصحيح قد يدل على وجود الحياة.

المصدر

هنا