Επιτέλους μάθαμε πως σχηματίστηκαν τα πρώτα κύτταρα και η ζωή στην Γη [Βίντεο]

Ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια στην Γη είναι το πως σχηματίστηκαν τα πρώτα κύτταρα και κατ’ επέκταση πως ξεκίνησε η ζωή. Ερευνητές μάλλον βρήκαν την απάντηση που βρίσκεται στο πως φυσαλίδες λίπους σχημάτισαν τις μεμβράνες των πρώτων κυττάρων.

Ένα βασικό μέρος των νέων ευρημάτων, που έγιναν από μια ομάδα από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps στην Καλιφόρνια, είναι ότι μια χημική διαδικασία που ονομάζεται φωσφορυλίωση μπορεί να συνέβη νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως.

Αυτή η διαδικασία προσθέτει ομάδες ατόμων που περιλαμβάνουν φώσφορο σε ένα μόριο, κάτι που φέρνει επιπλέον λειτουργίες. Αυτές οι λειτουργίες μπορούν να μετατρέψουν σφαιρικές συλλογές λιπών που ονομάζονται πρωτοκύτταρα, σε πιο προηγμένες εκδοχές του εαυτού τους, ικανές να είναι πιο ευέλικτες, σταθερές και χημικά ενεργές.

Αυτά τα πρωτοκύτταρα πιστεύεται ευρέως πως ήταν τα πρώτα ζωτικής σημασίας δομικά στοιχεία για την βιοχημεία πριν από 3.5 δισεκατομμύρια χρόνια. Πιθανότατα αναδύθηκαν από θερμές πηγές κάτω από τον ωκεανό και ήταν αυτά που οδήγησαν στην εξέλιξη πιο πολύπλοκών βιολογικών δομών.

«Κάποια στιγμή, όλοι αναρωτιόμαστε από πού ήρθαμε», λέει ο χημικός Ramanarayanan Krishnamurthy, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps. «Αυτό το εύρημα μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τα χημικά περιβάλλοντα της πρώιμης Γης, ώστε να μπορέσουμε να αποκαλύψουμε την προέλευση της ζωής και πώς μπορεί να εξελιχθεί η ζωή στην πρώιμη Γη».

Ο Krishnamurthy και οι συνεργάτες του υπέθεσαν ότι επειδή η διαδικασία είναι τόσο διαδεδομένη στις βιολογικές λειτουργίες του σώματος, η φωσφορυλίωση θα έπρεπε να έχει εμπλακεί στα πρώιμα στάδια του σχηματισμού πρωτοκυττάρων.

Οι ομάδα αναπαράγοντας τις συνθήκες που ταιριάζουν στην πρώιμη εποχή της Γης, στο εργαστήριο, συνδύασε χημικές ουσίες όπως λιπαρά οξέα και γλυκερίνη, ώστε να δημιουργήσει πιο πολύπλοκές δομές που μοιάζουν με φυσαλίδες, παρόμοιες με πρωτοκύτταρα πριν ξεκινήσουν τις κυτταρικές διαδικασίες.

Πειραματιζόμενοι με αλλαγές σε θερμοκρασία και οξύτητα, οι ερευνητές κατάφεραν να πάρουν τις πολυπόθητες χημικές αντιδράσεις που αναζητούν εδώ και εκατοντάδες χρόνια. Έτσι, αναπτύχθηκαν πρωτοκύτταρα από την φωσφορυλίωση, σε αρχέγονη μορφή.

«Τα κυστίδια μπόρεσαν να μεταβούν από ένα περιβάλλον λιπαρών οξέων σε περιβάλλον φωσφολιπιδίων κατά τη διάρκεια των πειραμάτων μας, υποδηλώνοντας ότι ένα παρόμοιο χημικό περιβάλλον θα μπορούσε να υπήρχε πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια», λέει ο χημικός Sunil Pulletikurti, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps.

Η ομάδα περιγράφει την διαδικασία σαν μια «εύλογη οδό» για την δημιουργία φωσφολιπιδίων, που είναι ένας πιο πολύπλοκος τύπος μεμβράνης κυστιδίων. Βέβαια υπάρχει πολύ δουλειά ακόμα, ώστε να είμαστε απόλυτα σίγουροι για το πως ξεκίνησε η ζωή στην Γη.

Βέβαια, το να κοιτάξουμε στο παρελθόν, πριν από δισεκατομμύρια χρόνια δεν είναι εύκολο, καθώς ακόμα προσπαθούμε να βρούμε τι έγινε κατά τα πρώτα στάδια της δημιουργίας της Γης. Για αυτό οι αστροφυσικοί ερευνούν πλανήτες στο Σύμπαν που τώρα δημιουργούνται, δίνοντας πολύτιμες πληροφορίες.

Η πληγωμένη σεληνάκατος Οδυσσέας στέλνει την τελευταία του φωτογραφία και είναι η Γη

«Είναι συναρπαστικό να αποκαλύπτουμε πώς οι πρώιμες χημείες μπορεί να έχουν μετατραπεί για να επιτρέψουν τη ζωή στη Γη», λέει ο βιοφυσικός Ashok Deniz, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps.

«Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν επίσης μια πληθώρα συναρπαστικών κανόνων της φυσικής που μπορεί να έπαιξαν βασικούς λειτουργικούς ρόλους στην πορεία προς τα σύγχρονα κύτταρα».

The research has been published in Chem.