स्पष्टीकरणकर्ता: बाह्य अवकाशातील साखर पृथ्वीवरील जीवनाचा कणा कसा बनला

एका नवीन अभ्यासाने असे सुचवले आहे की, आरएनएसाठी महत्त्वाची नाजूक साखर असलेल्या रायबोसने सुरुवातीच्या पृथ्वीवर स्वतःचे अस्तित्व टिकवून ठेवण्यास मदत केली असावी. संशोधकांना आढळले की राईबोजने बोरेट खनिजे विरघळण्यास मदत केली, राईबोजचे संरक्षण करण्यासाठी बोरॉन उपलब्ध ठेवला आणि जीवनाचा उदय होण्यापूर्वी संभाव्य द्वि-मार्गी रासायनिक संबंध उघड केले.

सिडनी: इतरत्र जीवसृष्टी आहे की विश्वात पृथ्वी अद्वितीय आहे? हा मानवतेच्या महान अनुत्तरीत प्रश्नांपैकी एक आहे.

या रहस्याकडे जाण्याचा एक मार्ग म्हणजे पृथ्वीवर जीवन कसे सुरू झाले याचा शोध घेणे. आमचे संशोधन अशा परिस्थितीचा शोध घेते जेथे रेणूंचे मिश्रण कसे तरी रसायनशास्त्रातून जीवशास्त्रात रूपांतरित होते.

वैज्ञानिक अहवालात प्रकाशित झालेल्या एका नवीन अभ्यासात, आम्ही या प्रक्रियेतील एका संभाव्य पायरीवर नवीन प्रकाश टाकला: बाह्य अवकाशातील नाजूक साखरेने पृथ्वीवर स्वतःच्या अस्तित्वासाठी परिस्थिती निर्माण करण्यास कशी मदत केली असेल, जिथे ती अखेरीस जीवनातील सर्वात महत्त्वाच्या रेणूंपैकी एकाचा कणा बनली.

जीवनाची सुरुवात पुन्हा तयार करणे

शास्त्रज्ञांना वाटते की जीवन पाणी, खनिजे आणि कार्बनयुक्त रेणूंच्या जटिल मिश्रणातून उद्भवले आहे: म्हणी आदिम सूप. हे मिश्रण महासागर, तलाव किंवा गरम पाण्याच्या झऱ्यांमध्ये असू शकते. तापमान, वाहते पाणी, खनिज पृष्ठभाग आणि बाष्पीभवन बदलून ते आकार दिले गेले असते, ज्यामुळे जटिल रसायनशास्त्र विकसित होऊ शकते.

संशोधक प्रयोगशाळांमध्ये या प्रक्रिया पुन्हा तयार करण्याचा प्रयत्न करतात, अनेकदा शुद्ध रसायने आणि काळजीपूर्वक नियंत्रित मिश्रणे वापरतात. ही परिस्थिती वैयक्तिक प्रतिक्रियांना वेगळे करण्यात आणि व्हेरिएबल्स काढून टाकण्यास मदत करते, परंतु ते निसर्गाच्या “गोंधळ” रसायनशास्त्रातील महत्त्वपूर्ण परस्परसंवाद सोडू शकते.

या प्रयोगांमध्ये अभ्यासलेला एक रेणू म्हणजे आरएनए. आधुनिक जीवांमध्ये अनुवांशिक माहिती साठवण्यात आणि वापरण्यात आरएनए महत्त्वाची भूमिका बजावते आणि जीवनाच्या उत्पत्तीमध्ये आणि सुरुवातीच्या उत्क्रांतीत ती महत्त्वाची असल्याचे मानले जाते.

तथापि, आरएनए सहज तयार होत नाही. त्याच्या आण्विक पाठीच्या कण्यामध्ये रायबोज नावाची नाजूक साखर असते. गरम केल्यावर, राइबोज तपकिरी गुपमध्ये मोडू शकते, जसे टेबल साखर कारमेलमध्ये बदलते.

रायबोज रेणूंचे संरक्षण करणारी एक गोष्ट म्हणजे बोरॉन. बोरेटच्या स्वरूपात (बोरॉन, ऑक्सिजन आणि हायड्रोजन असलेले रेणू), ते राइबोजशी बांधले जाते आणि ते तुटण्यास प्रतिबंध करते.

या परिणामाची तपासणी करणारे प्रयोग अनेकदा शुद्ध केलेल्या घटकांचे साधे संयोजन वापरतात. आम्ही आणि आमचे सहकारी प्राचीन खडक, खनिजे आणि जीवाश्मांबद्दल आम्हाला जे माहिती आहे त्यावर आधारित हे प्रयोग अधिक वास्तववादी बनवण्याचा प्रयत्न करत आहोत.

पुगा गरम पाण्याचे झरे

आम्ही आधुनिक वातावरणाचा देखील अभ्यास करतो जे आम्हाला वाटते की जीवनाची सुरुवात त्या ठिकाणांसारखी असू शकते. यापैकी एक भारतातील पुगा येथे गरम पाण्याच्या झऱ्यांचे क्षेत्र आहे, हिमालयात उंच आहे.

पुगा येथील पाण्यामध्ये इतके बोरॉन असते की बोरेट मीठाचे कवच बर्फासारखे पायाखाली कुरकुरीत होते. असे असले तरी, या पाण्यात शुद्ध केलेल्या घटकांवर आधारित काही प्रयोगशाळेतील प्रयोगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या बोरॉन सांद्रतेच्या काही टक्केच असतात.

याचे कारण असे की बोरॉन असलेली खनिजे अनेकदा पाण्यात खराब विरघळतात. त्याऐवजी, ते स्फटिक तयार करतात – पुगा येथील बोरेट सॉल्ट क्रस्ट्सप्रमाणे – जीवनाच्या उत्पत्तीमध्ये सामील असलेल्या रासायनिक अभिक्रियांसाठी पाण्यात बोरॉन आणि इतर घटक कमी सोडतात.

त्यामुळे विरघळलेल्या बोरॉनची उच्च सांद्रता त्या प्राचीन वातावरणात खरोखरच अस्तित्वात असू शकते का?

दुहेरी संबंध

पुगामधील बोरेट क्रस्ट्ससह वास्तविक खनिजांचा वापर करून एका नवीन अभ्यासात, आम्ही दर्शवितो की जीवन सुरू होण्यापूर्वी पृथ्वीवरील द्रवपदार्थांमध्ये बोरॉनची उच्च सांद्रता किती असू शकते हे स्पष्ट करण्यात राईबोजच मदत करू शकते.

आम्हाला आढळले की राईबोज बोरेट खनिजे विरघळण्यास मदत करते आणि घन धान्यांच्या निर्मितीस प्रतिबंध करते. याचा अर्थ अधिक बोरॉन पाण्यात विरघळत राहते आणि रासायनिक अभिक्रियांसाठी उपलब्ध असते.

हे नवीन संशोधन द्वि-मार्ग संबंध सूचित करते. बोरेट राईबोजचे विघटन होण्यापासून संरक्षण करते, तर राइबोज बोरेट विरघळलेले आणि उपलब्ध ठेवण्यास मदत करते.

जीवनापूर्वीचे जग

चार अब्ज वर्षांपूर्वी, जेव्हा जीवन पहिल्यांदा निर्माण झाले असे मानले जाते, तेव्हा पृथ्वी आजच्यापेक्षा खूप वेगळी दिसली असती. वातावरणात ऑक्सिजन कमी आणि जास्त सक्रिय ज्वालामुखी असता, विरळ ज्वालामुखीय लँडस्केप आणि हिरवे, लोह समृद्ध महासागर निर्माण झाले असते.

तरुण सूर्यमालेतील उल्कापाताचा जोरदार पाऊस जमिनीवर भडिमार झाला असता. या उल्कापिंडांनी पाणी आणि कार्बन संयुगांसह अवकाशातून पृथ्वीवर रेणू पोहोचवले असतील.

संशोधकांचा अंदाज आहे की या सुरुवातीच्या बॉम्बस्फोटात दरवर्षी सुमारे एक दशलक्ष टन कार्बन आले असते. 1969 मध्ये व्हिक्टोरियामध्ये पडलेली मर्चिसन उल्का, ती कशी दिसत असावी याचे संकेत देते.

तुकडे गोळा करणाऱ्या स्थानिकांनी उल्कापिंडातील कार्बनयुक्त संयुगेचा तीव्र रॉकेलसारखा वास नोंदवला. त्यानंतर शास्त्रज्ञांनी इतर शर्करांबरोबरच त्यातील राईबोज ओळखले आहेत.

सूक्ष्मजंतूंच्या अनुपस्थितीत, जेथे रासायनिक विघटन होण्यापेक्षा जास्त पुरवठा होईल तेथे कार्बनयुक्त रेणू जमा होऊ शकतात. उदाहरणार्थ, उथळ तलाव आणि तलावांमध्ये बाष्पीभवन केल्याने सेंद्रीय रेणू अवकाशातून समृद्ध रासायनिक सूपमध्ये केंद्रित होऊ शकतात.

आदिम सूप, खडकांवर

या सूपचे रसायनशास्त्र अधिक गुंतागुंतीचे बनण्यास खनिजांनी कशी मदत केली याचे बरेच उत्पत्ती-जीवन संशोधन तपासते. आमचा अभ्यास अधोरेखित करतो की सूपने सुरुवातीच्या पृथ्वीच्या खनिजांवर कसा परिणाम केला.

काही बोरॉन ज्याने अन्यथा खनिज कवच तयार केले असते आणि ते पुरले असते, त्याऐवजी ते आदिम तलाव आणि इतर पाण्यात विरघळले असते. यामुळे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर निर्माण झालेल्या खनिजांचे प्रकार बदलले असतील.

रिबोस स्वतः कदाचित तुलनेने दुर्मिळ होता. परंतु इथिलीन ग्लायकोल आणि ग्लिसरॉलसह इतर रेणू देखील बोरेटला बांधतात.

नैसर्गिक खनिजांच्या साठ्यांवरील त्यांचे परिणाम तपासण्याची गरज आहे, तर शर्करा आणि इतर खनिजांमधील ज्ञात परस्परसंवाद व्यापक शक्यता सूचित करतात. सिलिका आणि कॅल्शियमसह पृथ्वीच्या खडकांमध्ये अधिक मुबलक घटक कार्बन रेणूंशी देखील संवाद साधतात. हे सूचित करते की कार्बन युक्त आदिम सूप इतर खनिजे आणि खडक कसे तयार झाले यावर प्रभाव टाकू शकतात.

आज, जीव जैवखनिजीकरणाद्वारे शेल आणि कोरल सांगाडे तयार करून भूगर्भशास्त्राला आकार देतात. आम्ही प्रस्तावित करतो की निर्जीव कार्बन रेणूंनी पृथ्वीवर जीवसृष्टी अस्तित्वात येण्यापूर्वीच खनिज निर्मितीवर प्रभाव टाकण्यास सुरुवात केली असावी.

या परस्परसंवादांनी संपूर्ण भूदृश्यांचा आकार बदलला की नाही हा एक खुला प्रश्न आहे. परंतु त्यांचे अन्वेषण केल्याने शास्त्रज्ञांना आपल्या स्वतःच्या दूरच्या भूतकाळातील एलियन जगाविषयीच्या त्यांच्या गृहितकांची चाचणी घेण्यात मदत होऊ शकते, आपल्या उत्पत्तीचे अन्वेषण करणारे प्रयोग सुधारू शकतात आणि इतरत्र कोठे जीवन उद्भवू शकते हे अधिक चांगल्या प्रकारे समजू शकते.