Hayatın kökenine ışık tutan yeni modeller
İlk yaşam belirtileri yaklaşık 4 milyar yıl önce Dünya’da mikroplar şeklinde ortaya çıktı. Bilim adamları hala bu mikropların tam olarak ne zaman ve nasıl ortaya çıktıklarını belirlemeye devam ederken, yaşamın ortaya çıkışının erken Dünya’nın kimyasal ve fiziksel özellikleriyle girift bir şekilde iç içe geçtiği açıktır.
Dustin Trail, “Gezegenimizin ilk kimyasal özellikleri farklı olsaydı, yaşamın farklı bir şekilde başlamış olabileceğinden veya hiç başlamayabileceğinden şüphelenmek mantıklıdır” dedi. Rochester Üniversitesi.
Ama milyarlarca yıl önce Dünya nasıldı ve yaşamın oluşmasına hangi özellikler yardımcı olmuş olabilir? İçinde yayınlanan bir makale BilimColorado Boulder Üniversitesi’nden Trail ve Thomas McCollom, öğrenme arayışındaki önemli bilgileri ortaya koyuyor. bu ABD Ulusal Bilim Vakfı-destekli araştırma, sadece yaşamın kökenlerini keşfetmek için değil, aynı zamanda diğer gezegenlerde yaşam arayışı için de önemli çıkarımlara sahiptir.
Trail, “İnsanlığın diğer gezegenlerde ve aylarda olduğu kadar diğer gezegen sistemlerinde de yaşam aradığı heyecan verici bir zamandayız” dedi. “Ama yine de kendi gezegenimizde yaşamın nasıl – hatta ne zaman gerçekten başladığını – bilmiyoruz. Bizimki gibi araştırmalar, yaşamın ortaya çıkmasını desteklemiş olabilecek belirli koşulları ve kimyasal yolları belirlemeye yardımcı oluyor; gezegenimizin dışında yaşam arayın.”
Yaşam ve kökenleri üzerine yapılan araştırmalar, metallerin hücresel işlevleri yerine getirmedeki önemli rolünü araştıran genomik, proteomik ve metalomik gibi disiplinleri içerir. Yaşam geliştikçe belirli metallere olan ihtiyaç değişti, ancak Trail ve McCollom milyarlarca yıl önce mikroplar ilk ortaya çıktığında hangi metallerin mevcut olabileceğini belirlemek istediler.
Milyarlarca yıl önce, yerkabuğu ve üst mantoyu içeren Dünya’nın dış tabakası olan litosferdeki sıvıların bileşimini ve özelliklerini incelediler. Bu litosferik sıvılar, kayaların ve minerallerin çözünmüş kısımlarını Dünya’nın iç kısmı ile mikrobiyal yaşamın oluşmuş olabileceği dış kısmındaki hidrotermal havuzlar arasında taşımak için kilit yollar.
Araştırmacılar, model simülasyonlarının gösterdiği şeye şaşırdılar. Örneğin, yaşamın kökeniyle ilgili birçok araştırmacı, bakırın kimyada yaşama yol açabilecek olası bir bileşen olduğunu düşünüyor. Ancak Trail ve McCollom, analizlerindeki kısıtlamalar altında bakırın bol olacağına dair kanıt bulamadılar.
Yüksek konsantrasyonlarda mevcut olabilecek test ettikleri bir metal manganezdi. Yaşamın kökeni senaryolarında nadiren dikkate alınsa da, manganez vücudun kemikleri oluşturmasına ve enzimlerin karbonhidratları ve kolesterolü parçalamasına yardımcı olur.
Trail, “Araştırmamız, manganez gibi metallerin ‘katı’ dünya ile Dünya yüzeyinde ortaya çıkan biyolojik sistemler arasında önemli bağlantılar olarak işlev görebileceğini gösteriyor” dedi.
NSF’nin Yer Bilimleri Bölümü’nde program direktörü olan Justin Lawrence, “Bu çalışma, erken Dünya hakkındaki temel anlayışımızda önemli bir ilerlemeye işaret ediyor. Modern sistemlere ve manganez gibi elementlere olan bağlantı, gelişmekte olan GeoHealth alanına katkıda bulunabilir.”