Κυριακή 28 Νοέμβρη 2010
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Χημεία πρόδρομη της βιολογίας στη Γη και στο Διάστημα

Οι περιοχές με μόρια που περιέχουν υδρογόνο και άνθρακα απεικονίζονται με πράσινο χρώμα σε αυτή την υπέρυθρη φωτογραφία του νεφελώματος T 942
Οι περιοχές με μόρια που περιέχουν υδρογόνο και άνθρακα απεικονίζονται με πράσινο χρώμα σε αυτή την υπέρυθρη φωτογραφία του νεφελώματος T 942
Σύμφωνα με νέες επιστημονικές θεωρίες, οι πρόδρομες ουσίες της ζωής μπορεί να προετοιμάζονται - τουλάχιστον κατά ένα μέρος - μέσα από φυσικές διαδικασίες, που γίνονται δισεκατομμύρια χρόνια πριν εμφανιστεί τελικά ζωή σε κάποιον πλανήτη και σχετίζονται - όσο παράδοξο κι αν φαίνεται αυτό - με φαινόμενα καταστροφής σε κοσμική κλίμακα.

Ενα άστρο σαν τον Ηλιο εξαντλεί τα καύσιμά του και γίνεται ασταθές. Μετά από μερικές παλινδρομήσεις εκτινάσσει το εξωτερικό του περίβλημα, που περιέχει κυρίως υδρογόνο, άνθρακα και οξυγόνο. Μερικά από τα άτομα καταλήγουν σε κάποιο κοντινό νεφέλωμα αερίων και κολλάνε πάνω σε μικροσκοπικούς κόκκους σκόνης. Ακόμα και σε θερμοκρασίες μόλις μερικών δεκάδων βαθμών πάνω από το απόλυτο μηδέν τα άτομα συγκρούονται και συνενώνονται σχηματίζοντας απλά μόρια. Στο πέρασμα εκατομμυρίων ετών, η πιο πυκνή περιοχή του νεφελώματος αρχίζει να καταρρέει δημιουργώντας ένα νεαρό άστρο. Γύρω του η θερμοκρασία ανεβαίνει, τα μόρια εξατμίζονται από τους παγωμένους κόκκους σκόνης και ξεκινά ένας νέος γύρος, ακόμα πιο πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων.

Διαστημική προέλευση

Αυτές οι αντιδράσεις οδηγούν στη συνένωση του υδρογόνου του άνθρακα και του οξυγόνου σε πολύπλοκα οργανικά μόρια, την πρώτη ύλη για την εμφάνιση της ζωής. Τέτοια μόρια σχηματίζονται αυθόρμητα και διαρκώς, στις απέραντες περιοχές ανάμεσα στα άστρα. Πολλοί επιστήμονες θεωρούν ότι ακριβώς γι' αυτό, η ζωή στο σύμπαν ίσως να μην είναι διόλου σπάνιο φαινόμενο.

Αστρονομικές παρατηρήσεις των τελευταίων δεκαετιών επιβεβαίωσαν ότι όλα τα νεφελώματα του Γαλαξία είναι γεμάτα προβιοτικά μόρια. Πειράματα προσομοίωσης στο εργαστήριο απέδειξαν ότι πολύπλοκες μοριακές αντιδράσεις μπορούν να γίνουν αποδοτικά ακόμα και κάτω από εξαιρετικά κρύες και άνυδρες συνθήκες, σχεδόν απόλυτου κενού. Επιπλέον, γνωρίζουμε ότι οργανικές χημικές ενώσεις από το Διάστημα είναι δυνατόν να μεταφέρθηκαν στη Γη σε μεγάλες ποσότητες στο παρελθόν, αφού η ίδια διαδικασία συνεχίζεται και σήμερα. Προσεκτική ανάλυση μετεωριτών που συλλέχθηκαν τη δεκαετία του 1960 και του 1970 έδειξε ότι ήταν γεμάτοι με συμπυκνωμένες οργανικές ουσίες. Τέτοιοι μετεωρίτες και κομήτες βομβάρδιζαν τη Γη με μεγάλη συχνότητα, από τη στιγμή που σχηματίστηκε ο πλανήτης πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια και ώσπου εμφανίστηκε η ζωή, αρκετές εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια αργότερα. Οι ίδιες διαδικασίες πρέπει να συμβαίνουν στα περισσότερα πλανητικά συστήματα και οι ανακαλύψεις των τελευταίων χρόνων δείχνουν ότι η μεγάλη πλειοψηφία των άστρων έχουν πλανητικό σύστημα.

Γήινη προέλευση

Υπέρυθρη φωτογραφία του νεφελώματος RCW 120, μιας περιοχής σχηματισμού άστρων που περιέχει πολλά είδη οργανικών μορίων
Υπέρυθρη φωτογραφία του νεφελώματος RCW 120, μιας περιοχής σχηματισμού άστρων που περιέχει πολλά είδη οργανικών μορίων
Ωστόσο, η αστρική προέλευση των πρόδρομων ουσιών της ζωής δεν είναι απόλυτη προϋπόθεση. Το πρώτο πείραμα για την προέλευση της ζωής από απλές χημικές ουσίες που συντέθηκαν σε πιο πολύπλοκες, αυθόρμητα, χωρίς καμιά θεϊκή παρέμβαση, ήταν το περίφημο πείραμα Μίλερ - Ούρεϊ, το 1953. Την εποχή εκείνη οι γεωλόγοι είχαν αποκτήσει μια χονδρική εικόνα για τη χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας της νεαρής Γης και οι βιολόγοι είχαν αποκαλύψει την πλειάδα σύνθετων οργανικών ενώσεων στις οποίες στηρίζεται η ζωή. Οι δύο ερευνητές αξιοποίησαν αυτές τις γνώσεις για να εξετάσουν αν ένα μείγμα μεθανίου, αμμωνίας, υδρογόνου και υδρατμών (απλές χημικές ενώσεις) μπορούσε με τη βοήθεια ηλεκτρικών εκκενώσεων (αντίστοιχο των κεραυνών) να δώσει κάποιες από τις σύνθετες οργανικές ουσίες της ζωής. Μέσα σε μια βδομάδα το πείραμα είχε συνθέσει πλειάδα προβιοτικών μορίων. Αυτό σημαίνει ότι τα απαραίτητα για τη ζωή μπορεί κάλλιστα να σχηματίστηκαν πάνω στη Γη. Αν όμως συντίθενται αυθόρμητα και μέσα στα νεφελώματα τότε η ύπαρξή τους στους πλανήτες δεν εξαρτάται από ειδικές συνθήκες σε αυτούς και αυξάνονται οι κόσμοι (ουράνια σώματα) όπου μπορεί να εμφανίζεται το θαυμαστό φαινόμενο, αυτής της ανώτερης μορφής οργάνωσης της ύλης, που ονομάζεται ζωή.

Σε πείραμα ανάλογο με εκείνο των Μίλερ - Ούρεϊ που έγινε το 1976 και στο οποίο προσομοιώθηκαν οι συνθήκες όχι στην προϊστορική Γη αλλά στα μακρινά νεφελώματα, ο Αλαμαντόλα διαπίστωσε το σχηματισμό δεκάδων πολύπλοκων οργανικών ενώσεων, μεταξύ των οποίων νουκλεοτίδια από τα οποία σχηματίζονται το RNA και το DNA και ουσίες σαν τα λιπαρά οξέα που λειτουργούν όπως τα μόρια στις κυτταρικές μεμβράνες. Οι περισσότερες από αυτές τις οργανικές ενώσεις εντοπίστηκαν τις επόμενες δεκαετίες στα νεφελώματα του Γαλαξία. Τα τελευταία χρόνια η Σ. Γουίβερ, με νεότερα πειράματα έδειξε ότι οι συνθήκες στα νεφελώματα επιτρέπουν το σχηματισμό πολύπλοκων μορίων μέσω δραστικών χημικών ριζών που προέρχονται από απλούστερα μόρια. Οι ερευνητές μελετούν τώρα μέχρι πού μπορεί να φτάσει η χημεία στα νεφελώματα και από ποιο σημείο και μετά συνεχίζεται στους μετεωρίτες και τους κομήτες, ώστε να σχηματιστούν ουσίες όπως τα αμινοξέα και τα νουκλεοτίδια. Αν η σύνθεση αυτών των οργανικών ουσιών γίνεται αποκλειστικά ή κυρίως στους μετεωρίτες, τότε πρόκειται για περιοριστικό παράγοντα, σε σχέση με τη διάδοση της ζωής στο σύμπαν.

Η ουσία του ζητήματος

Σε ένα από τα πιο πρόσφατα πειράματα, επιστήμονες από τις ΗΠΑ και τη Γαλλία ανέμειξαν αέρια όπως αυτά που διαπιστώθηκε ότι έχει η ατμόσφαιρα του δορυφόρου των Κρόνου, Τιτάνα και προχώρησαν κατά το μοντέλο Μίλερ - Ούρεϊ. Στις ουσίες που σχηματίστηκαν ανίχνευσαν όλα τα νουκλεοτίδια που σχηματίζουν το RNA και το DNA. Η μελέτη αυτή, μαζί με όλη την προηγούμενα συσσωρευμένη γνώση, θέτει το πρόβλημα με ένα πιο βαθύ και ουσιαστικό τρόπο: Το ζήτημα δεν είναι αν η χημεία της ζωής αρχίζει στο Διάστημα ή πάνω σε μετεωρίτες, ή πάνω στην επιφάνεια ενός πλανήτη ή δορυφόρου. Ολα αυτά τα περιβάλλοντα μπορεί να συμβάλλουν στο σχηματισμό των πρόδρομων της ζωής χημικών ουσιών.

Ισως η ζωή στη Γη να εμφανίστηκε χάρη σε ουσίες που προέρχονται από πολλές και διαφορετικές πηγές, άλλες προερχόμενες από τον ίδιο τον πλανήτη και άλλες που ...έπεσαν από τον ουρανό. Η ζωή δεν νοιάζεται για την επιγραφή «MADE IN...». Αλλωστε, τέτοια αποτύπωση δεν υπάρχει στα μόρια μιας χημικής ουσίας. Είναι όλα ίδια ανεξάρτητα από τον τρόπο και τον τόπο σχηματισμού τους.


Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Discover»



Ευρωεκλογές Ιούνη 2024
Μνημεία & Μουσεία Αγώνων του Λαού
Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ