Πώς εμφανίστηκε η ζωή στη Γη

Είναι η ύπαρξη ζωής στη Γη κάποια παραξενιά της τύχης ή μια αναπόφευκτη συνέπεια των φυσικών νόμων; Είναι εύκολο να εμφανιστεί ζωή σε ένα νεοσύστατο πλανήτη, ή είναι ένα σχεδόν αδύνατο να συμβεί αποτέλεσμα μιας σειράς απίθανων γεγονότων; Η σημερινή επιστημονική γνώση οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η ζωή δεν μπορεί να είναι μοναδικό προνόμιο του πλανήτη Γη, αλλά αυτό μένει να αποδειχτεί στην πράξη ανακαλύπτοντας ζωή - έστω και της απλούστερης μορφής - σε κάποιο άλλο ουράνιο σώμα, ή δημιουργώντας ζωή στο εργαστήριο. Πρόοδοι σε διάφορους τομείς, όπως στην αστρονομία, στη μελέτη των πλανητών και τη χημεία δίνουν την αίσθηση ότι βρισκόμαστε πιο κοντά στην απάντηση. Αν αποδειχτεί ότι η ζωή έχει εμφανιστεί πολλές φορές στο Γαλαξία, όπως ελπίζουν ότι θα ανακαλύψουν οι επιστήμονες, το μονοπάτι για την εμφάνισή της δεν πρέπει να είναι και τόσο δύσβατο. Και βέβαια, αν το πέρασμα από την ανόργανη χημεία στη βιολογία αποδειχτεί εύκολο, τότε το σύμπαν πρέπει να είναι γεμάτο ζωή.

Η ανακάλυψη χιλιάδων εξωπλανητών έχει πυροδοτήσει μια «Αναγέννηση» στον τομέα της μελέτης προέλευσης της ζωής. Παραδόξως, όλα τα πλανητικά συστήματα που έχουν ανακαλυφθεί φαίνονται πολύ διαφορετικά από το δικό μας. Σημαίνει άραγε αυτό ότι το δικό μας, με την ιδιαιτερότητά του, ευνοεί την εμφάνιση της ζωής; Η ανίχνευση σημείων ζωής σε έναν πλανήτη που περιφέρεται γύρω από κάποιο μακρινό άστρο δεν πρόκειται να είναι εύκολη υπόθεση, αλλά η τεχνολογία για την αναγνώριση ανεπαίσθητων «βιοϋπογραφών» αναπτύσσεται τόσο ραγδαία, που με λίγη τύχη ίσως εντοπίσουμε μακρινή ζωή μέσα στις επόμενες δύο δεκαετίες.

Για να καταλάβουμε πώς μπορεί να αρχίζει η ζωή, πρέπει να συμπεράνουμε με ακρίβεια πώς σχηματίζονται οι πλανήτες και από ποια υλικά. Μια νέα γενιά ραδιοτηλεσκοπίων δίνουν ωραίες εικόνες πρωτοπλανητικών δίσκων και χαρτογραφούν τη χημική τους σύνθεση. Αυτές οι πληροφορίες τροφοδοτούν νέα μοντέλα για το σχηματισμό των πλανητών από τη σκόνη και τα αέρια ενός δίσκου. Οι μη επανδρωμένες αποστολές σε κομήτες του δικού μας πλανητικού συστήματος ίσως δώσουν σημαντικές πληροφορίες για τη σύνθεση των υλικών από τα οποία φτιάχτηκε η Γη.

Το κλασικό πείραμα των Miller και Urey τη δεκαετία του 1950 για την παραγωγή οργανικών ουσιών από ανόργανα υλικά σε συνθήκες παρόμοιες με της αρχέγονης Γης, και μόνο υπό την επίδραση ενός συνεχούς ηλεκτρικού σπινθήρα στη θέση των κεραυνών, επιβεβαίωσε τη θεωρητική δουλειά του Σοβιετικού βιοχημικού Αλεξάντρ Οπάριν, ήδη από το 1922, αποδεικνύοντας ότι τα αμινοξέα, δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών, είναι εύκολο να σχηματιστούν. Ωστόσο άλλα μόρια της ζωής αποδείχτηκε πιο δύσκολο να συντεθούν από ανόργανα υλικά με τον τρόπο αυτό και φαίνεται ότι ίσως οι επιστήμονες πρέπει να ξαναδούν από την αρχή την όλη διαδικασία για το πέρασμα από τη χημεία στη ζωή. Ο βασικός λόγος είναι ο ρόλος που φαίνεται να παίζει το RNA, ένα πολύ μακρύ μόριο που παίζει πολλαπλούς καθοριστικούς ρόλους σε όλες τις γνωστές μορφές ζωής. Οχι μόνο μπορεί να λειτουργήσει ως ένζυμο, αλλά μπορεί να αποθηκεύσει και να μεταδώσει πληροφορία. Ολες οι πρωτεΐνες σχηματίζονται υπό την καταλυτική επίδραση του RNA που βρίσκεται στα ριβοσώματα των κυττάρων. Το γεγονός αυτό κάνει πολλούς επιστήμονες να θεωρούν ότι το RNA έπαιξε πρωτεύοντα ρόλο στο πρώτο στάδιο εξέλιξης της ζωής. Αλλοι επιστήμονες θεωρούν ότι η ζωή εμφανίστηκε με τη συμμετοχή απλούστερων μορίων και στην πορεία εμφανίστηκε το RNA.

Από τη δουλειά στο ερευνητικό πεδίο της διαδικασίας σχηματισμού RNA προκύπτει ότι πολλές από τις ενδιάμεσες χημικές ενώσεις θα μπορούσαν να κρυσταλλώνονται μέσα από μείγματα αντιδρώντων και προϊόντων πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων, να αυτοκαθαρίζονται και να αποθηκεύονται με τη μορφή οργανικών ορυκτών - δεξαμενών υλικού που όταν προκύψουν οι κατάλληλες συνθήκες θα μπορούσε να δημιουργήσει ζωή. Πέρα από το πώς εμφανίστηκε το RNA πρέπει να απαντηθεί και πώς άρχισε να αντιγράφεται μέσα στα πρωτοκύτταρα. Αν οι επιστήμονες καταφέρουν να βρουν απαντήσεις σε αυτά τα ερωτήματα, τότε ίσως μπορέσουν να κατασκευαστούν στο εργαστήριο αυτοαντιγραφόμενα τεχνητά κύτταρα βασισμένα στο RNA, επιτρέποντάς μας να διερευνήσουμε πειραματικά τις οδούς προέλευσης της ζωής.

Ορισμένοι επιστήμονες ήδη αναρωτιούνται αν η ζωή όπως εμφανίστηκε στη Γη μπορεί να προέλθει από μια μοναδική διαδρομή, ή υπάρχουν πολλές τέτοιες διαδρομές από τα ανόργανα υλικά, στη βασισμένη στο RNA ζωή και στη βιολογία του σημερινού κόσμου. Αλλοι πάλι διερευνούν πιθανούς τρόπους εμφάνισης ζωής εντελώς διαφορετικής από τη γήινη (τη βασισμένη στον άνθρακα).

Αναδημοσίευση από τη στήλη ΕΠΙΣΤΗΜΗ  του ΚΥΡΙΑΚΑΤΙΚΟΥ ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗ

Επιμέλεια:

Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ

Πηγή: «Scientific American»