Yeni araştırmalar, yaşamın başlangıcından yaklaşık 4 milyar yıl önce Dünya‘daki ilk organik molekülleri üretmede anahtar olabilecek bir süreci tanımlıyor. Bazı eski su altı hidrotermal menfezlerinde meydana gelebilecek olana benzer süreç, evrenin başka yerlerinde yaşam arayışıyla da alakalı olabilir.
Amerikan Doğa Tarihi Müzesi tarafından yürütülen ve NASA tarafından finanse edilen yeni araştırma, yaşamın başlangıcından yaklaşık 4 milyar yıl önce Dünya’daki ilk organik moleküllerin üretilmesinde anahtar olabilecek bir süreci tanımlıyor. Bazı eski su altı hidrotermal menfezlerinde meydana gelebilecek olana benzer süreç, evrenin başka yerlerinde yaşam arayışıyla da alakalı olabilir. Çalışmanın ayrıntıları Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde bu hafta yayınlandı.
Dünyadaki tüm yaşam, hidrojen, nitrojen ve oksijen gibi diğer elementlerin atomlarına bağlı karbon atomlarından oluşan bileşikler olan organik moleküllerden oluşur. Modern yaşamda, bu organik moleküllerin çoğu, karbondioksitin (CO2) çeşitli ‘karbon sabitleme’ yollarıyla (bitkilerdeki fotosentez gibi) indirgenmesinden kaynaklanır. Ancak bu yolların çoğu ya çalışmak için hücreden enerji gerektiriyor ya da görece geç evrimleştiği düşünülüyordu. Peki hayatın başlangıcından önce ilk organik moleküller nasıl ortaya çıktı?
İlk organik moleküller nasıl ortaya çıktı?
Bu sorunun üstesinden gelmek için, Maine’deki College of the Atlantic’den Museum Gerstner Scholar Victor Sojo ve Reuben Hudson, mikroakışkan reaktörlere, bilim adamlarının akışkanların davranışını incelemelerine olanak tanıyan küçük bağımsız laboratuvarlara dayanan yeni bir kurulum tasarladı.
Reaktörün önceki versiyonları, sıvı içinde hidrojen gazı ve CO2 kabarcıklarını karıştırmaya çalıştı, ancak herhangi bir azalma meydana gelmedi, çünkü muhtemelen yüksek derecede uçucu olan hidrojen gazı reaksiyona girme şansı bulamadan kaçtı. Çözüm, Saitama, Japonya’daki RIKEN Sürdürülebilir Kaynak Bilimi Merkezi’nde bir laboratuvar tezgahını paylaşan Sojo ve Hudson arasındaki tartışmalarda geldi. Son reaktör, Maine’deki Hudson laboratuvarında inşa edildi.
Hudson, ‘Reaksiyondan önce sıvılar içindeki gazları fokurdatmak yerine, yeni reaktörün ana yeniliği, sıvıların gazların kendileri tarafından yönlendirilmesidir, bu nedenle kaçmaları için çok az şans vardır’ dedi.
Araştırmacılar tasarımlarını, formik asit (HCOOH) adı verilen organik bir molekül üretmek için hidrojeni CO2 ile birleştirmek için kullandılar. Bu sentetik süreç, Wood-Ljungdahl asetil-CoA yolu olarak adlandırılan, genel olarak bir enerji kaynağı gerektirmeyen bilinen tek CO2 fiksasyon yoluna benzer. Buna karşılık, bu süreç eski okyanus hidrotermal menfezlerinde meydana gelmiş olabilecek reaksiyonlara benziyor.
Sojo, ‘Sonuçlar kendi biyosferimizin çok ötesine uzanıyor,’ dedi. ‘Benzer hidrotermal sistemler bugün güneş sisteminin başka yerlerinde, en belirgin şekilde Enceladus ve Europa’da – sırasıyla Satürn ve Jüpiter’in uydularında – ve bu nedenle tahmin edilebileceği gibi evrendeki diğer su-kayalık içeren gezegenler de var olabilir. ‘ dedi.
NASA’dan Jet Propulsion’dan Laurie Barge, “Hafif jeolojik koşullar altında karbondioksitin nasıl azaltılabileceğini anlamak, diğer dünyalardaki bir yaşamın kökeni olasılığını değerlendirmek için önemlidir” dedi.
Araştırmacılar, CO2’yi nispeten hafif koşullar kullanarak organik moleküllere dönüştürdü, bu da bulguların çevre kimyasıyla da alakalı olabileceği anlamına geliyor. Devam eden iklim krizi karşısında, yeni CO2 azaltma yöntemleri için devam eden bir arayış var.
Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nden çalışmanın yazarı Shawn E. McGlynn; “Bu makalenin sonuçları birçok temaya değiniyor: metabolizmanın kökenini anlamaktan, Dünya’daki hidrojen ve karbon döngülerini destekleyen jeokimyaya ve ayrıca biyo-jeodan esinlenen çalışmanın kimyasalı teşvik etmeye yardımcı olabileceği yeşil kimya uygulamalarına kadar. Hafif koşullar altında tepkiler, ”diye ekledi .
