سايت خبری فناوری اطلاعات (ايتنا) 25 ارديبهشت 1399 ساعت 19:30 https://www.itna.ir/news/60904/منشاء-زندگی -------------------------------------------------- عنوان : منشاء زندگی -------------------------------------------------- ایتنا - آیا زندگی یک فرایند تصادفی بوده است؟ دانشمندان برای یافتن پاسخ، به مدل‌سازی کیهان پرداختند. متن : دانشمندان گمان می کنند زندگی پیچیده ای که در هر گوشه وکنار زمین وجود دارد، ناشی از فرایندهای تصادفی در مواد غیرزنده بوده که حال آنها سنگ بناهای زندگی بوده اند. اما جزئیات زیادی در دست نداریم که از این فرضیه پشتیبانی کنند. به گزارش ایتنا و به نقل از Space، پژوهشگران به تازگی در درک احتمال زندگی که بطور خودبخود از چنین ماده غیرآلی ای حاصل شوند، خلاقیت به خرج دادند و دست به فرایندی زدند که فرایند پیدایش زندگی یا abiogenesis نام دارد. در این پژوهش، تومونوری توتانی (استاد اخترفیزیک در دانشگاه توکیو) از دنیای میکروسکوپی مولکول ها در مقیاس کل جهان الگوبرداری کرده تا ببیند آیا نظریهٔ پیدایش زندگی آیا واقعاً می تواند کاندیدای احتمالی برای منشاء زندگی باشد یا نه. او اساساً در حال بررسی این موضوع بود که آیا در آن زمان ستاره های کافی با سیارات قابل سکونت در جهان وجود دارند تا زمینه ساز پیچیدگی باشند یا نه. نتایج وی که در ماه فوریه منتشر شد، نشان می دهد زندگی شانس زیادی برای ظهور نداشته است؛ دست کم برای جهان قابل مشاهده. استاد توتانی می گوید: امیدوار بودم که دست کم یک مسیر واقع بینانه از پیدایش زندگی را پیدا کنم، تا با واژگان علمی آن را توضیح دهم. گاهی اوقات مردم ادعا می کنند که احتمال پیدایش زندگی بسیار کم است و علم نمی تواند منشأ زندگی را نمی توان بفهمد. رویای من به عنوان یک دانشمند این است که برای دلیل هستی خودمان توضیحی علمی پیدا کنم. مطالعهٔ استاد توتانی یک فرضیهٔ اصلی پیشتاز برای پیدایش حیات را درنظر می گیرد؛ مبنی بر اینکه زندگی در جهان RNA کار خود را آغاز کرد. این فرضیه حاکی از آن است که پیش از تکامل پروتئین ها و مولکول ژنتیکی دورشته ای به نام DNA یا اسید دی اوکسی ریبونوکلئیک، جهان در کنترل مولکول های مشابهی بود که کارآمدی کمتری داشتند و به RNA یا اسید ریبونوکلئیک موسوم اند. در جهان RNA، این نخستین مولکولی بود که می توانست به کپی و ذخیرهٔ اطلاعات بپردازد و زمینه ساز واکنش های شیمیایی و تسریع آنها شود یعنی دو ویژگی اساسی زندگی روی کره زمین. اگرچه RNA جهانی بدوی است، اما از بسیاری از مواد شیمیایی به نام مونومرها تشکیل شده که به یکدیگر وصل می شوند و یک پلیمر تشکیل می دهند. به ویژه اینکه RNA از زنجیره ای از مولکول های مبتنی بر نیتروژن به نام نوکلئوتیدها ساخته شده است. پژوهشگران فکر می کنند برای اینکه RNA بتواند کارکرد اصلی خود در کپی کردن را به انجام برساند، باید از زنجیره ای از نوکلئوتیدهای طولانی تر از ۴۰ تا ۶۰ نوکلئوتید تشکیل شود. بنابراین، چگونه این مولکولهای RNA که حداقل از ۴۰ تا ۶۰ نوکلئوتید تشکیل شده اند می توانند به خودی خود ظاهر شوند؟ به صورت تجربی نشان داده است که با زمان کافی و در شرایط مناسب، نوکلئوتیدها بطور تصادفی در RNA قرار می گیرند. اما این آزمایش ها نشان می دهند که فراوانی RNA با طول زنجیرهای آنها رابطه دارد و به سرعت کاهش می یابد و هیچکدام از آزمایش ها نمی توانند بطور مداوم رشته هایی طولانی تر از ۱۰ مونومر تولید کنند. توتانی می گوید: به طور تجربی تأیید شده است که پلیمریزاسیون RNA می تواند با یک فرایند تصادفی اساسی اتفاق بیفتد. بعضی از آزمایش ها نشان دادند که بیش از ۵۰ مورد (مونومر طولانی) RNA تولید شدند؛ اما قابل تولیدمثل نبودند. مدل توتانی از محافظه کارانه ترین روش برای پلیمریزاسیون RNA استفاده می کند که در آن هر مونومر بصورت تصادفی به منومر دیگری متصل می شود تا زمانی که زنجیره ای از مونومرها تشکیل شود. دانشمندان گفته اند که پلیمرها (که هر کدام از چندین مونومر ساخته شد ه اند) می توانند به همدیگر متصل شوند تا روند کار را سرعت ببخشند، اما توتانی می گوید چنین فرایندی بسیار ذهنی و فرضی است. دانشمندان بر این باورند که زندگی در کرهٔ زمین نزدیک به ۵۰۰ میلیون سال پس از تشکیل این سیاره پدید آمد. با توجه به اینکه در جهان قابل مشاهده ۱۰ سکس تریلیون ستاره (یعنی ۱۰ به توان ۲۲ ستاره) وجود دارد، احتمال زیادی وجود دارد که در نقاط دیگری از کیهان نیز زندگی وجود داشته باشد. اما پژوهشگران دریافته اند که با توجه به تعداد ستارگان و سیارات زیست پذیر شکل گیری تصادفی RNA با طول بیشتر از ۴۰ بسیار بسیار بعید است. در جهان قابل مشاهده تعداد بسیار کمی از ستاره ها با سیارات زیست پذیر وجود دارند که رخ دادن فرضیهٔ پیدایش زندگی در آنها با قاب زمانی زندگی مانند آن چیزی که در زمین شاهد آن هستیم، امکان پذیر باشد. توتانی می گوید: با این وجود، کائنات، فقط کیهان قابل مشاهده نیست. در کیهان شناسی معاصر، توافق می شود که جهان تحت یک دوره تورم سریع قرار گرفته و بدین ترتیب منطقهٔ وسیعی فراتر از آنچه ما می توانیم مستقیماً مشاهده کنیم، تولید کرده است. با درنظر گرفتن این حجم بیشتر از ستارگان دارای سیارات زیست پذیر در مدل های مربوط به فرضیهٔ پیدایش زندگی، احتمال وقوع زندگی را به شدت افزایش می دهد. ۱۳ میلیارد و ۸۰۰ میلیون سال پیش که جهان ما در طی مهبانگ پدید آمد، دوره ای از گسترش سریع را تجربه کرد که امروز هم ادامه دارد. اگر کائنات را به عنوان یک قرص نان در حال پخت در فر درنظر بگیریم، جهان قابل مشاهده مانند تنها یک حباب هوایی است که در خمیر به دام افتاده است. با بالا رفتن یا تورم نان، حباب هم رشد می کند و این در حالی است که سایر حباب های هوا در داخل نان هم از یکدیگر دورتر می شوند. ما فقط حباب قابل مشاهدهٔ خودمان را می توانیم ببینیم، حتی اگر بدانیم که در نان بزرگتری زندگی می کنیم. برآورد می شود که کل جهان بتواند بیش از یک گوگول (یعنی ۱۰ به توان ۱۰۰) ستاره داشته باشد. وقتی توتانی این حجم پرشمار از ستاره ها را درنظر گرفت، دریافت که ظهور زندگی دیگر غیرممکن نیست؛ بلکه اتفاقاً خیلی هم محتمل است. این برای فرضیهٔ جهان RNA شاید خبر خوبی باشد؛ اگرچه می تواند به این معنی هم باشد که جستجوی زندگی در کیهان کار خسته کننده ای است. اگر زندگی برای نخستین بار در RNA آغاز شده باشد، در این صورت زندگی روی کرهٔ زمین با احتمال بسیار کمی از تولید پلیمر RNA طولانی پدید آمده است؛ یعنی به احتمال زیاد، زمین تنها سیارهٔ زیست پذیر در جهان قابل مشاهده باشد. ولی توتانی معتقد است اگر به طور اتفاقی زندگی در نقاط دیگری از کیهان نیز کشف شود، احتمالاً از نوعی است که روی زمین شاهد آن هستیم. شاید زندگی با سوار شدن بر دنباله دارها و سیارک ها در فضای بین سیاره ای یا بین ستاره ای منتقل شده باشد و حاصل نوعی گرده افشانی از یک نقطه در کیهان بوده باشد. باید گفت کار استاد توتانی چیزی فراتر از پاسخ دادن به یکی از اساسی ترین پرسش های علمی است؛ در واقع شاید منتهی به سرچشمهٔ زندگی شود.