“Kung gusto mong gumawa ng apple pie mula sa simula, kailangan mo munang mag-imbento ng uniberso.” – Carl Sagan
Ang buhay sa Lupa ay batay sa ilang mga kemikal na sangkap: carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen, phosphorus at sulfur (CHNOPS). Ngunit kumusta naman ang posibleng buhay sa ibang lugar sa uniberso? Gagamitin ba nito ang parehong mga sangkap, o mayroong maraming iba’t ibang mga recipe para sa buhay? Ito ay isang mahirap na tanong na sagutin, dahil mayroong isang tiyak na bilang ng mga kilalang kemikal na maaaring isama ng buhay. Sa pag-iisip na ito, ang mga mananaliksik sa Unibersidad ng Wisconsin–Madison ay lumikha ng isang bagong “cookbook” na may daan-daang mga recipe na posibleng magsama-sama upang makagawa ng mga buhay na bagay. Ang mga siyentipiko inihayag ang kanilang mga natuklasan sa taglagas ng 2023. Ipinapakita ng mga resulta na maaaring maraming mga recipe para sa buhay sa malalayong planeta at buwan.
Ang mga mananaliksik din inilathala kanilang bago peer-reviewed papel sa Journal ng American Chemical Society.
Ang mga recipe para sa buhay ay maaaring mas karaniwan kaysa sa iniisip
Zhen Peng sa Unibersidad ng Wisconsin–Madison ay pinamunuan ang pangkat na nag-compile ng 270 iba’t ibang hanay ng mga molekula para sa bagong “life cookbook.” Ang mga kumbinasyong ito ng mga molekula ay naglalaman ng mga atomo mula sa buong periodic table. Ang mga kumbinasyon ay ang mga posibleng magbunga ng prosesong tinatawag na sustained autocatalysis. Ang autocatalysis ay kung saan ang mga kemikal na reaksyon ay gumagawa ng mga molekula na naghihikayat sa parehong reaksyon na mangyari nang paulit-ulit.
Ang mga reaksyong iyon ay isang mahalagang bahagi kung paano umuunlad ang buhay. Ang mga kemikal ay maaaring magsama-sama nang medyo madali, ngunit pag-uulit ay isang pangunahing kadahilanan. Ito ay hindi sapat para sa tamang mga kemikal upang paghaluin nang isang beses lamang; kailangan itong patuloy na proseso. Bilang co-author at astrobiologist Betül Kaçar ipinaliwanag:
Ang pinagmulan ng buhay ay talagang isang prosesong something-from-nothing. Ngunit ang isang bagay ay hindi maaaring mangyari nang isang beses lamang. Buhay ay bumaba sa kimika at mga kondisyon na maaaring makabuo ng self-reproducing pattern ng mga reaksyon.
Kahit na alam natin na ang mga bloke ng pagbuo ng buhay ay karaniwan sa uniberso, naisip ng mga siyentipiko dati na ang mga autocatalytic na reaksyon ay bihira sa uniberso. Nangangahulugan iyon na ang recipe na gumawa ng buhay sa ating sariling planeta ay maaaring hindi masyadong karaniwan. Ngunit iba ang iminumungkahi ng bagong pag-aaral. Sinabi ni Kaçar:
Naisip na ang mga ganitong uri ng mga reaksyon ay napakabihirang. Ipinakikita namin na ito ay talagang malayo sa bihira. Kailangan mo lang tumingin sa tamang lugar.
Naghahanap ng mga bagong recipe
Upang subukang matukoy kung ano ang iba pang mga recipe para sa buhay na maaaring posible, ang mga mananaliksik ay nakatuon sa paghahanap ng mga partikular na uri ng mga reaksyon na tinatawag na komproporsyon mga reaksyon. Sa kasong ito, mayroon kang dalawang compound na kinabibilangan ng parehong elemento na may magkakaibang bilang ng mga electron, o reaktibong estado. Nagsasama-sama sila upang lumikha ng isang bagong tambalan kung saan ang elemento ay nasa gitna ng mga nagsisimulang reaktibong estado. Magkaiba ang dalawang compound, o reactants mga numero ng oksihenasyon.
Gaya ng nabanggit dati, gayunpaman, ang prosesong iyon ay kailangang paulit-ulit, o autocatalytic. Paano ito nangyayari? Ang reaksyon ay kailangang gumawa ng materyal na magpapahintulot sa proseso na magsimulang muli. Ang bagong reaksyong iyon ay lumilikha ng mas maraming bagong materyal at iba pa, na nagiging isang ikot na nagpapatuloy sa sarili. Sa mga reaksyon ng comproportionation, maraming kopya ng ilan sa mga molecule na kasangkot ang ginawa. Nagbibigay ito ng mga materyales para sa mga susunod na hakbang sa autocatalysis. Bilang karagdagan, ang bawat bagong pagliko ng ikot ay nagiging mas mabilis kaysa sa nauna. Pinapabilis nito ang mga kasunod na reaksyon. Co-author at research scientist Zach Adam sinabi:
Kung tama ang mga kundisyong iyon, maaari kang magsimula sa kakaunti sa mga output na iyon. Sa bawat oras na babalik ka sa pag-ikot, inilalabas mo ang hindi bababa sa isang dagdag na output na nagpapabilis sa reaksyon at ginagawa itong mas mabilis.
Ang mga mananaliksik ay gumuhit ng paghahambing sa mga kuneho. Ang mga kuneho ay nagsasama-sama at gumagawa ng mga biik ng mga sanggol na kuneho. Ang mga sanggol pagkatapos ay lumalaki at nagpapares, na gumagawa ng higit pang mga kuneho. At iba pa.
Mga biosignature at maling positibo
Ang pag-aaral nang higit pa tungkol sa mga potensyal na iba pang mga recipe para sa buhay ay makakatulong din sa mga siyentipiko na mas mahusay na makilala ang pagitan ng mga tunay na biosignature at maling positibo. Ang papel estado:
Ang ganitong sistematikong pagtatasa ay maaaring kailanganin para isulong ang ating pag-unawa sa abiogenesispara sa pagtanggal ng mga maling positibong biosignature mula sa mga bona fide, at para sa pag-iikot sa mga kondisyong angkop para sa organisasyon ng mga kumplikadong sistema ng kemikal sa pangkalahatan.
Pagsubok ng mga recipe para sa buhay sa makalupang kusina
Siyempre, hindi tayo maaaring pumunta sa bawat lugar sa uniberso kung saan maaaring niluluto ang mga bagong recipe. Hindi pa rin natin alam kung paano nagsimula ang buhay sa ating planeta. Kaya kakailanganin ng mga siyentipiko na subukan ang mga bagong recipe sa mga kusina sa Earth, sa mga lab. Tulad ng nabanggit ni Kaçar:
Hindi natin tiyak na malalaman kung ano ang eksaktong nangyari sa planetang ito upang makabuo ng buhay. Wala kaming time machine. Ngunit, sa isang test tube, maaari tayong lumikha ng maraming kundisyon ng planeta upang maunawaan kung paano maaaring mag-evolve ang mga dinamika upang mapanatili ang buhay sa unang lugar.
Sinabi ni Carl Sagan kung gusto mong maghurno ng pie mula sa simula, dapat mo munang likhain ang uniberso. Sa tingin ko kung gusto nating maunawaan ang uniberso, kailangan muna nating maghurno ng ilang pie.
Bottom line: Ang mga mananaliksik sa Wisconsin ay naghahanap at sumusubok ng mga bagong recipe ng kemikal para sa pinagmulan ng buhay. Ang ganitong mga recipe na gumagawa ng buhay ay maaaring karaniwan sa uniberso.
Pinagmulan: Pagsusuri ng Stoichiometric Autocatalysis sa mga Element Group
Sa pamamagitan ng Unibersidad ng Wisconsin-Madison
Magbasa pa: Life beyond Earth: Isang uniberso ng mga posibilidad
Magbasa nang higit pa: Gaano ang posibilidad na ang isang tulad ng Earth na pinagmulan ng buhay sa ibang lugar?
