دانشمندان نظریه‌های بسیاری در رابطه چگونگی تبدیل مواد اولیه زمین به سلول‌های زنده دارند، اما یک نظریه تازه، حاکی از وجود یک ماده چسبنده و لزج است.

یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران در یک مقاله تازه استدلال می‌کند که حیات امکان پذیر ابتدا در یک توده چسبنده و لزج چسبیده به یک سنگ، زمان‌ها قبل از وجود سلول‌های واقعی پدیدار شده باشد.

نویسندگان اعتقاد دارند که شبیه زیست‌نوارها یا بیوفیلم‌های باکتریایی که امروزه روی سنگ‌ها، سطوح برکه و حتی دندان‌های مسواک نزده انسان می‌بینیم، یک ماتریس ژل نیمه جامد، مکان مناسبی را برای تشکیل حیات، چه در زمین و چه به طور بالقوه در سیارات دیگر فراهم می‌کند.

این مفهومِ حیات ژله‌ای مقداری خاص است. اکثر نظریه‌های منشأ حیات، عرصه را برای اولین شیمی آلی در آب و نه یک ماده چسبنده فراهم می‌کنند، اما این نظریه‌ها این چنین در توضیح این که چطور مولکول‌های ساده‌ای از نوعی که به گمان زیادً در آب‌های زمین شناور بوده‌اند، بدون هیچ گونه حمایتاضافی می‌توانستند به چیزی به پیچیدگی RNA(اسید ریبونوکلئیک) یا DNA(اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) تبدیل شوند، مشکل دارند.

یک محیط ژل‌همانند می‌تواند چندین مورد از این مسائل را به طور همزمان حل کند.

تونی جیا(Tony Jia)، اخترزیست‌شناس دانشگاه هیروشیما می‌گوید: در حالی که تعداد بسیاری از نظریه‌ها بر کارکرد مولکول‌های زیستی و بیوپلیمرها تمرکز دارند، نظریه ما در عوض، نقش ژل‌ها را در منشأ حیات در نظر می‌گیرد.

جیا و همکارانش نظر می‌کنند که یک محیط ژلی می‌تواند مولکول‌ها را به دام انداخته و در قالب‌هایی به قدر کافی پایدار سازماندهی کند تا بر برخی از مانع ها کلیدی در شیمی پیش از حیات تسلط کند.

زمین اولیه، مکان نسبتاً ملایم و پوشیده از اوزونی که امروزه می‌شناسیم، نبوده است. تابش شدید فرابنفش می‌توانست بدون مانع به سطح برخورد کند و دما نیز زیاد بالا بوده است.

این تیم نظر می‌کند که ژل‌های پیش‌بیوتیک می‌توانستند زمان‌ها قبل از این که سلول‌های غشایی واقعی فرصتی برای گسترش داشته باشند، محافظت زیاد مورد نیاز را برای شیمی شکننده حیات اراعه دهند.

در این نظریه که اولین بار در سال ۲۰۰۵ نقل شد و در اینجا به تفصیل شرح داده شد، پیش‌یاخته‌ها(protocells) اولین قدم در منشأ حیات نبودند، بلکه نتیجه سازماندهی شیمیایی تشکیل شده توسط یک ماده چسبنده اولیه بودند.

محققان می‌نویسند: ما در اینجا چارچوب ژل اولیه پیش‌بیوتیک را شرح می‌دهیم که در آن فکر می‌شود حیات اولیه امکان پذیر در ماتریس‌های ژل متصل به سطح پدیدار شده باشد. این چنین ژل‌های پیش‌بیوتیکی امکان پذیر به سیستم‌های شیمیایی اولیه اجازه داده باشند تا با فعال کردن غلظت مولکولی، نگه داری انتخابی، کارایی عکس العمل و انتخاب محیطی، بر مانع ها کلیدی در شیمی پیش‌بیوتیک تسلط کنند.

محققان می‌گویند که در این ژل‌های اولیه، اولین پچ پچ‌های متابولیسم می‌توانسته با تبادل الکترون توسط مواد شیمیایی تشکیل شده باشد. نور فرابنفش که به ژل نفوذ می‌کند، در کنار نور مرئی و فروسرخ می‌توانسته انرژی اضافی برای عکس العمل‌های شیمیایی درون آن فراهم کند، همانطور که فتوسنتز در گیاهان امروزی انجام می‌دهد.

اعضای این تیم تحقیقاتی می‌افزایند که ژل‌ها می‌توانند مونومرهایی همانند نوکلئوتیدهای فعال و اسیدهای آمینه را متمرکز کنند و به طوری راه اندازی خواهد شد که به طور انتخابی مواد شیمیایی خاصی را نگه داری و با آنها تعامل می‌کنند، نه دیگر مواد.

محیط مرطوب اما نه کاملاً مرطوب درون یک ماتریس ژلی، عکس العمل‌هایی را که می‌توانند مونومرها را به هم متصل کنند تا پلیمرها (مولکول‌های پیچیده‌ای همانند مولکول‌های بدن ما) را راه اندازی دهند، ترجیح می‌دهد. برخلاف عکس العمل‌های هیدرولیز که در آنها مواد شیمیایی به اجزای کوچک‌تر تجزیه خواهد شد.

محققان می‌گویند این نوشته، دامنه‌ جستجوی ما را در رابطه حیات فراتر از زمین نیز گسترش می‌دهد. ساختارهایی همانند ژل‌ها، به جای مواد شیمیایی خاص امکان پذیر اهداف ماموریت‌های آینده برای جستجوی حیات در فضا باشند.

این پژوهش در مجله ChemSystemsChem انتشار شده است.