العلماء يحددون “النقطة المثالية” للمرحلة المبكرة من الحياة على الأرض التي سبقت LUCA، سلف جميع الكائنات الحية

حدد العلماء “بقعة جميلة” في الماضي العميق للأرض عندما كانت الظروف مثالية لتترسخ مرحلة مبكرة مقترحة من الحياة – وهي مرحلة تعرف باسم عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World).

كانت البقعة الجميلة قبل 4.33 مليار سنة، على الرغم من أن الأرض ربما أصبحت مناسبة لعالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) منذ 4.4 مليار سنة مضت، بالنظر إلى أن القصف الشديد من الكويكبات والمذنبات وغيرها من البقايا الصخرية لتكوين الكوكب قد توقف إلى حد كبير بحلول ذلك الوقت، حسبما أفاد الباحثون في دراسة نشرت يوم الثلاثاء (22 سبتمبر) في المجلة. اتصالات الطبيعة.

تعطي النتائج تقديرًا أكثر دقة لبداية عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) مقارنة بالدراسات السابقة المستندة إلى النمذجة الجيوكيميائية والتحليلات الجزيئية الحيوية ومحاكاة كيمياء الغلاف الجوي المبكرة، حسبما ذكر المؤلف الأول للدراسة. أوليغ أبراموفوقال أحد كبار العلماء في معهد علوم الكواكب ومقره أريزونا لموقع Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.

وأوضح أبراموف أن “التوقيت يتوافق مع التقديرات السابقة منذ ما يقرب من 4.35 مليار سنة، ولكن نطاق عدم اليقين لدينا أضيق بكثير”، مضيفًا أن “النطاقات السابقة شملت منذ 4.46 إلى 4.26 مليار سنة، و منذ 4.45 إلى 3.9 مليار سنة“.

يعد عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) فترة افتراضية في تاريخ الأرض قبل ظهور الحمض النووي الريبوزي (RNA). آخر سلف عالمي مشترك (LUCA)وهو الميكروب الوحيد الذي تنحدر منه جميع الكائنات الحية على الأرض. الحمض النووي الريبي، أو الحمض النووي الريبوزي، هو جزيء مفرد الجديلة يشبه من الناحية الهيكلية الحمض النووي ويؤدي وظائف حيوية في الخلايا الحية. يعتقد العلماء أن عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA) سبق ظهور الحمض النووي؛ في تلك الحقبة المبكرة، كان الحمض النووي الريبي (RNA) هو المادة المتكاثرة الأساسية، التي تحمل المعلومات الجينية عبر أجيال من أشكال الحياة الأساسية عن طريق نسخ نفسها بشكل مستقل.

تطور الحمض النووي الريبي (RNA) إلى ابن عمه الأكثر استقرارًا كيميائيًا، وهو الحمض النووي (DNA)، في وقت ما قبل ظهور LUCA. يعتقد العلماء أن عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA). تطورت لأول مرة إلى عالم الحمض النووي الريبي (RNA) والبروتينثم ظهر هذا الحمض النووي في مرحلتين متميزتين أطلق عليهما عالم U-DNA و T-DNA.

بينما اقترح الباحثون السيناريوهات البديلة والهجينة وقال أبراموف: إن عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) هو فرضية رائدة لنشوء الحياة على الأرض. ولتحديد متى كان من الممكن أن تكون موجودة، قام هو وزملاؤه ببناء نموذج حاسوبي لها باطن الارض التي تحاكي كيف أثرت التأثيرات العملاقة على سطح الكوكب منذ ما بين 4.5 مليار و 3.5 مليار سنة على الظروف في القشرة الأرضية وتوافق الأرض بشكل عام مع الحياة.

“لقد قمنا ببناء نموذج قصف ارتطامي مقيد بعناصر يمكن ملاحظتها مثل سجل الفوهات القمريةقال أبراموف: “لقد درسنا التأثيرات الضارة للتأثيرات، مثل التدهور الناجم عن درجة الحرارة للجزيئات الحيوية الرئيسية، والتأثيرات المؤدية إلى الحياة، مثل توليد الأنظمة الحرارية المائية”.

أظهر النموذج أن الصخور الفضائية التي يبلغ عرضها مئات الأميال – وهي مرتبة أكبر من حجمها الكويكب الذي قتل الديناصورات، ولكنها أصغر بكثير من المصادم الذي خلق القمر – استمرت في الاصطدام بالأرض وتعقيم سطحها حتى قبل 4.4 مليار سنة. وقال أبراموف إن الحياة لم تكن لتنجو من مثل هذا القصف المكثف، الذي ربما أدى إلى ذوبان القشرة الأرضية على نطاق واسع، وتبخر المحيطات، وتدرجات شديدة في درجات الحرارة في القشرة الأرضية، وزخات مستمرة من المواد المحترقة وأمطار بخار الصخور على السطح.

إلا أن الظروف استقرت بعد 4.4 مليار سنة مضت. ونتيجة لذلك، ظهرت مجموعات من الفوهات الحرارية المائية داخل القشرة القريبة من السطح والتي ركزت مكونات الحمض النووي الريبي (RNA)، بما في ذلك النيوكليوتيدات وسلاسل الأحماض الأمينية القصيرة التي تسمى الببتيدات والمركبات الشبيهة بالدهون المعروفة باسم الدهون، كما قال أبراموف.

وقال: “تشير هذه المعايير إلى أن الأرض أصبحت مناسبة لعالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) منذ ما بين 4.4 و4.3 مليار سنة، مع ظروف مثالية منذ حوالي 4.33 مليار سنة”.

تشير النتائج إلى وجود فجوة تبلغ حوالي 130 مليون سنة بين ذروة عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World) وظهور LUCA ، الذي يعتقد العلماء أنه عاش قبل حوالي 4.2 مليار سنة. ومع ذلك، لا تزال هناك شكوك كبيرة حول كلا الحدثين، لذلك قد يصل الفاصل الزمني إلى 240 مليون سنة، كما أشار أبراموف.

وقال: “إن مدة عالم الحمض النووي الريبي (RNA World) غير مؤكدة إلى حد كبير، ولم تقيدها دراستنا بشكل صريح”.