Η ιστορία του πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη είναι μια ιστορία που οι επιστήμονες αναζητούν απαντήσεις. Οι ερευνητές μπορεί να έχουν ανακαλύψει μια σημαντική λεπτομέρεια: μια εξήγηση για το πώς οι φυσαλίδες λίπους σχηματίζουν τις μεμβράνες των πρώτων κυττάρων.
Ένα βασικό μέρος των νέων ευρημάτων, που έγιναν από μια ομάδα του Ερευνητικού Ινστιτούτου Scripps στην Καλιφόρνια, είναι ότι μια χημική διαδικασία που ονομάζεται φωσφορυλίωση μπορεί να συνέβη νωρίτερα από ό,τι πιστεύαμε μέχρι σήμερα.
Η διαδικασία αυτή προσθέτει ομάδες ατόμων που περιλαμβάνουν φώσφορο σε ένα μόριο, φέρνοντας μαζί τους επιπλέον λειτουργίες – λειτουργίες που μπορούν να μετατρέψουν σφαιρικές συλλογές λιπών που ονομάζονται πρωτοκύτταρα σε πιο προηγμένες εκδοχές τους, ικανές να είναι πιο ευέλικτες, σταθερές και χημικά ενεργές.
Αυτά τα πρωτοκύτταρα θεωρείται ευρέως ότι αποτέλεσαν ζωτικά δομικά στοιχεία για τη βιοχημεία πριν από περισσότερα από 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια, ίσως αναδυόμενα από θερμές πηγές κάτω από τον ωκεανό στην πορεία προς την εξέλιξη πιο πολύπλοκων βιολογικών δομών.
“Κάποια στιγμή, όλοι αναρωτιόμαστε από πού προήλθαμε”, λέει ο χημικός Ramanarayanan Krishnamurthy, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps. “Το εύρημα αυτό μας βοηθά να κατανοήσουμε καλύτερα τα χημικά περιβάλλοντα της πρώιμης Γης, ώστε να μπορέσουμε να αποκαλύψουμε την προέλευση της ζωής και τον τρόπο με τον οποίο η ζωή μπορεί να εξελιχθεί στην πρώιμη Γη”.
Ο Krishnamurthy και οι συνεργάτες του υπέθεσαν ότι επειδή η διαδικασία αυτή είναι τόσο διαδεδομένη στις βιολογικές λειτουργίες του σώματος, η φωσφορυλίωση θα έπρεπε να εμπλέκεται στα πρώιμα στάδια του σχηματισμού των πρωτοκυττάρων.
Αντιγράφοντας στο εργαστήριο συνθήκες που πιθανότατα αντιστοιχούν στις πρώτες ημέρες της Γης, η ομάδα συνδύασε χημικές ουσίες όπως λιπαρά οξέα και γλυκερόλη για να προσπαθήσει να δημιουργήσει πιο σύνθετα κυστίδια – δομές που μοιάζουν με φυσαλίδες και είναι παρόμοιες με τα πρωτοκύτταρα και διευκολύνουν τις κυτταρικές διεργασίες.
Με κάποια ρύθμιση της θερμοκρασίας και της οξύτητας, οι ερευνητές κατάφεραν να επιτύχουν τις χημικές αντιδράσεις που έψαχναν, αποδεικνύοντας ότι η φωσφορυλίωση μπορεί να λειτουργούσε καθώς τα πρωτοκύτταρα αναπτύσσονταν στην αρχέγονη λάσπη.
“Τα κυστίδια ήταν σε θέση να μεταβούν από ένα περιβάλλον λιπαρών οξέων σε ένα περιβάλλον φωσφολιπιδίων κατά τη διάρκεια των πειραμάτων μας, γεγονός που υποδηλώνει ότι ένα παρόμοιο χημικό περιβάλλον θα μπορούσε να έχει υπάρξει πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια”, λέει ο χημικός Sunil Pulletikurti, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο Scripps.
Η ομάδα το περιγράφει ως μια “πιθανή οδό” για τη δημιουργία των φωσφολιπιδίων, του πιο σύνθετου τύπου μεμβράνης κυστιδίων. Ωστόσο, πρέπει να γίνουν πολλές ακόμη μελέτες για να είμαστε σίγουροι για το πώς δημιουργήθηκε η ζωή στη Γη.
Η αναδρομή δισεκατομμυρίων ετών δεν είναι εύκολη, αλλά οι επιστήμονες συνεχίζουν να κάνουν ανακαλύψεις σχετικά με το τι συνέβη αμέσως μετά το σχηματισμό της Γης, και όλα αυτά παίζουν ρόλο στις έρευνές μας για τη ζωή σε άλλους πλανήτες.
“Είναι συναρπαστικό να αποκαλύπτουμε πώς οι πρώιμες χημείες μπορεί να μετατράπηκαν για να επιτρέψουν τη ζωή στη Γη”, λέει ο βιοφυσικός Ashok Deniz, από το Ερευνητικό Ινστιτούτο The Scripps.
“Τα ευρήματά μας υπαινίσσονται επίσης μια πληθώρα ενδιαφέρουσας φυσικής που μπορεί να έπαιξε βασικό λειτουργικό ρόλο στην πορεία προς τα σύγχρονα κύτταρα”.