Πώς σχηματίστηκαν οι επιστήμονες DOE Protobionts;
1. Αβιοτική σύνθεση οργανικών μορίων:
* Η ατμόσφαιρα της πρώιμης γης, διαφορετική από σήμερα, πιθανότατα είχε άφθονα αέρια όπως το μεθάνιο, την αμμωνία, το υδρογόνο και τους υδρατμούς.
* Αυτά τα αέρια, που εκτίθενται σε πηγές ενέργειας όπως η αστραπή και η υπεριώδη ακτινοβολία, θα μπορούσαν να έχουν συνδυαστεί για να σχηματίσουν απλά οργανικά μόρια όπως αμινοξέα, σάκχαρα και νουκλεοτίδια.
* Τα στοιχεία για αυτό προέρχονται από το πείραμα Miller-Urey, το οποίο προσομοιώνει τις συνθήκες της πρώιμης γης και παρήγαγε με επιτυχία οργανικά μόρια.
2. Σχηματισμός πολυμερών:
* Αυτά τα απλά οργανικά μόρια θα μπορούσαν να αντιδράσουν περαιτέρω για να σχηματίσουν μεγαλύτερα πολυμερή όπως πρωτεΐνες, υδατάνθρακες και νουκλεϊκά οξέα.
* Αυτός ο πολυμερισμός μπορεί να έχει συμβεί σε επιφάνειες όπως ορυκτά αργίλου, τα οποία θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως καταλύτες και να συγκεντρωθούν τα μόρια.
* Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι οι υδροθερμικές οπές, η απελευθέρωση χημικών ουσιών από το εσωτερικό της Γης, θα μπορούσαν να δώσουν ένα κατάλληλο περιβάλλον για πολυμερισμό.
3. Αυτοσυναρμολόγηση σε protobionts:
* Αυτά τα πολυμερή, που περικλείονται μέσα σε μια μεμβράνη, θα μπορούσαν να έχουν σχηματιστεί αυθόρμητα πρωτόβια.
* Τα λιπίδια μόρια, πιθανώς άφθονα στην αρχέγονη σούπα, μπορούν να αυτο-συναρμολογούνται σε σφαιρικές δομές που ονομάζονται λιποσώματα.
* Αυτά τα λιποσώματα, που ενεργούν ως στοιχειώδεις μεμβράνες, θα μπορούσαν να έχουν εγκλωβίσει τα πολυμερή, δημιουργώντας μια πρωτόγονη δομή που μοιάζει με κυτταρική.
4. Εσωτερικές χημικές αντιδράσεις:
* Μέσα σε αυτά τα πρωτόβια, θα μπορούσαν να έχουν συμβεί χημικές αντιδράσεις, που οδηγούνται από τη συγκέντρωση των μορίων μέσα.
* Αυτές οι αντιδράσεις μπορεί να έχουν οδηγήσει στην ανάπτυξη απλών μεταβολικών οδών, επιτρέποντας στο Protobiont να χρησιμοποιεί ενέργεια και να διατηρήσει το εσωτερικό του περιβάλλον.
5. Αντιγραφή και εξέλιξη:
* Αν και ο ακριβής μηχανισμός της πρώιμης αναπαραγωγής είναι άγνωστος, πιστεύεται ότι το RNA, όχι το DNA, μπορεί αρχικά να ενεργήσει ως το γενετικό υλικό.
* Το RNA έχει καταλυτικές ιδιότητες και μπορεί να λειτουργήσει τόσο ως φορέας γενετικών πληροφοριών όσο και ως ένζυμο, καθιστώντας το εύλογο πρώιμο αντιγραφέα.
* Τα πρωτόβια με ευεργετικές μεταλλάξεις θα είχαν περισσότερες πιθανότητες επιβίωσης και αναπαραγωγής, οδηγώντας στη σταδιακή εξέλιξη των πιο σύνθετων μορφών ζωής.
Τρέχουσα έρευνα:
* Οι επιστήμονες διερευνούν ενεργά διάφορες πτυχές του σχηματισμού Protobiont, συμπεριλαμβανομένου του ρόλου συγκεκριμένων μορίων, της επίδρασης των περιβαλλοντικών συνθηκών και της ανάπτυξης των μηχανισμών πρώιμης αντιγραφής.
* Τα πειράματα και οι προσομοιώσεις χρησιμοποιούνται για τη δοκιμή διαφορετικών υποθέσεων και την απόκτηση γνώσεων για την προέλευση της ζωής.
Ενώ οι ακριβείς μηχανισμοί του σχηματισμού Protobiont εξακολουθούν να διερευνούνται, η τρέχουσα κατανόηση υποδηλώνει μια εύλογη διαδρομή από απλά οργανικά μόρια στις πρώτες μορφές ζωής. Είναι μια απόδειξη για την αξιοσημείωτη ικανότητα της φύσης να αυτο-οργανωθεί και να δημιουργήσει πολύπλοκα συστήματα από απλές αρχές.
