لحظة تاريخية للعلم.. كيف تشكلت خلايا الحياة الأولى على الأرض؟

لا يزال العلماء يحاولون الوصول إلى كشف أسرار اللحظة التي بدأت فيها الحياة على الأرض.

والآن يعتقد باحثون أنهم ربما توصلوا إلى تفاصيل مهمة في حبكة الفصل الأول: كيف تشكل فقاعات الدهون أغشية الخلايا الأولى، وفقا لتقرير مجلة ساينس ألرت.

جزء رئيسي من النتائج الجديدة، التي توصل إليها فريق من معهد سكريبس للأبحاث في كاليفورنيا، هو أن عملية كيميائية تسمى الفسفرة ربما حدثت في وقت أبكر مما كان يعتقد سابقا.

تضيف هذه العملية مجموعات من الذرات التي تحتوي على الفوسفور إلى الجزيء، ما يجلب معه وظائف إضافية - يمكنها تحويل مجموعات كروية من الدهون تسمى الخلايا الأولية إلى إصدارات أكثر تقدمًا، وقادرة على أن تكون أكثر تنوعًا واستقرارًا ونشاطًا كيميائيًا.

يُعتقد على نطاق واسع أن هذه الخلايا الأولية كانت بمثابة لبنات بناء حيوية للكيمياء الحيوية قبل أكثر من 3.5 مليار سنة، وربما خرجت من الينابيع الساخنة تحت المحيط على طول الطريق لتطور الهياكل البيولوجية الأكثر تعقيدًا.

يقول الكيميائي رامانارايانان كريشنامورثي، من معهد سكريبس للأبحاث: "في مرحلة ما، نتساءل جميعًا من أين أتينا.. يساعدنا هذا الاكتشاف على فهم البيئات الكيميائية للأرض المبكرة بشكل أفضل حتى نتمكن من اكتشاف أصول الحياة وكيف يمكن أن تتطور على الأرض المبكرة".

افترض كريشنامورثي وزملاؤه أنه نظرًا لانتشار هذه العملية على نطاق واسع في وظائف الجسم البيولوجية، فلا بد أن تكون عملية الفسفرة قد شاركت في المراحل المبكرة من تكوين الخلايا الأولية.

من خلال تكرار الظروف التي من المحتمل أن تتطابق مع الأيام الأولى للأرض في المختبر، دمج الفريق مواد كيميائية مثل الأحماض الدهنية والجلسرين في محاولة إنشاء حويصلات أكثر تعقيدًا - هياكل تشبه الفقاعات والخلايا الأولية التي تسهل العمليات الخلوية.

مع بعض التغيير في درجة الحرارة والحموضة، تمكن الباحثون من الحصول على التفاعلات الكيميائية التي كانوا يبحثون عنها، ما يثبت أن الفسفرة ربما كانت تعمل مع تطور الخلايا الأولية في الرواسب البدائية.

يقول الكيميائي سونيل بوليتيكورتي، من معهد سكريبس للأبحاث: "كانت الحويصلات قادرة على الانتقال من بيئة الأحماض الدهنية إلى بيئة الدهون الفوسفورية خلال تجاربنا، ما يشير إلى أنه كان من الممكن وجود بيئة كيميائية مماثلة قبل 4 مليارات سنة".

ويصف الفريق هذا الاكتشاف بأنه "مسار معقول" لتكوين الدهون الفوسفاتية، وهو النوع الأكثر تعقيدًا من غشاء الحويصلة. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من الدراسات التي يتعين القيام بها قبل أن نتمكن من التأكد من كيفية ظهور الحياة على الأرض.

يقول عالم الفيزياء الحيوية أشوك دينيز، من معهد سكريبس للأبحاث: "من المثير اكتشاف كيفية تحول الكيمياء المبكرة للسماح بالحياة على الأرض.. تشير النتائج التي توصلنا إليها أيضًا إلى وجود ثروة من الفيزياء المثيرة للاهتمام والتي ربما لعبت أدوارًا وظيفية رئيسية على طول الطريق إلى الخلايا الحديثة".

ونشر البحث كاملا في مجلة الكيمياء.