أبحاث حديثة تشير إلى أن مياه الأمطار ساعدت في تكوين الخلايا الأولية

أظهرت أبحاث علمية حديثة، أن مياه الأمطار ربما ساعدت في إنشاء جدار شبكي حول الخلايا الأولية منذ 3.8 مليار سنة، وهي خطوة حاسمة في الانتقال من حبات صغيرة من الحمض النووي الريبي إلى كل بكتيريا ونبات وحيوان وإنسان عاش على الإطلاق.

وأجرى تلك الأبحاث مهندسون من كلية بريتزكر للهندسة الجزيئية بجامعة شيكاغو، وعلماء الأحياء في قسم الكيمياء بالجامعة، وقسم الهندسة الكيميائية بجامعة هيوستن بالولايات المتحدة الأمريكية.

وظل أحد الأسئلة الرئيسية التي لم تتم الإجابة عليها حول أصل الحياة هو كيفية تحول قطرات الحمض النووي الريبي العائمة حول الحساء البدائي إلى حزم الحياة المحمية بغشاء، والتي يُطلق عليها اسم الخلايا.

وفي الورقة البحثية، التي نُشرت في مجلة Science Advances، أظهر الباحث أمان أجراوال وزملاؤه، ومن بينهم عميد كلية الطب بجامعة شيكاغو ماثيو تيريل، وعالم الأحياء الحائز على جائزة نوبل جاك زوستاك، كيف ساعدت مياه الأمطار في إنشاء جدار شبكي حول الخلايا الأولية قبل 3.8 مليار سنة، وهي خطوة حاسمة في الانتقال من حبات صغيرة من الحمض النووي الريبي إلى كل بكتيريا ونبات وحيوان وإنسان عاش على الإطلاق.

ويتناول البحث تعريف "القطرات المتشابكة"، وهي حجيرات طبيعية تتكون من جزيئات معقدة مثل البروتينات والدهون والحمض النووي الريبوزي.

وأضاف البحث أن أي قطرة تحتوي على طفرة جديدة مفيدة محتملة في الحمض النووي الريبي قبل الحياة سوف تتبادل هذا الحمض النووي الريبي مع قطرات الحمض النووي الريبي الأخرى في غضون دقائق، وهذا يعني أنها سوف تصبح كلها متشابهة بسرعة، ولن يكون هناك تمايز ولا تنافس ــ أي لن يحدث تطور.وهذا يعني عدم وجود حياة.

وقال أجراوال: "إذا استمرت الجزيئات في التبادل بين القطرات أو بين الخلايا، فإن جميع الخلايا سوف تبدو متشابهة بعد فترة قصيرة، ولن يكون هناك تطور لأنك ستنتهي باستنساخ متطابق". وفي أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، بدأ زوستاك، مدير مركز شيكاغو لأصول الحياة، في النظر إلى الحمض النووي الريبوزي باعتباره أول مادة بيولوجية يتم تطويرها.

وقال أجراوال: "إنها مثل مشكلة البيضة والدجاجة. ما الذي جاء أولاً؟". "الحمض النووي هو الجزيء الذي يشفر المعلومات، لكنه لا يستطيع القيام بأي وظيفة. البروتينات هي الجزيئات التي تؤدي وظائف، لكنها لا تشفر أي معلومات قابلة للتوريث".

وقد افترض باحثون مثل زوستاك أن الحمض النووي الريبوزي جاء أولاً، وأنه "يهتم بكل شيء" على حد تعبير أجراوال، مع تطور البروتينات والحمض النووي منه ببطء.

وما ظهر في البحث الجديد هو أنه يمكن التغلب على جزء على الأقل من هذه المشكلة عن طريق نقل قطرات المواد المتجمعة هذه إلى الماء المقطر ــ على سبيل المثال، مياه الأمطار أو المياه العذبة من أي نوع ــ وتكتسب هذه القطرات طبقة صلبة حولها تمنعها من تبادل محتواها من الحمض النووي الريبي.

الجدير بالذكر أن الحمض النووي (منقوص الأكسجين (DNA) (يحتوي على المعلومات الوراثية داخل خلايا جسم الإنسان، بينما الحمض النووي الريبي (RNA) هو مسؤول عن توصيل التعليمات المشفرة في المعلومات الوراثية إلى أماكن تصنيع البروتين في الخلية.