نشأة الحياة.. كيف بدأت على كوكب الأرض؟

كشفت دراسة جديدة أن نشأة الحياة على الأرض ربما بدأت بفعل "برق صغير" ناتج عن تصادم الشلالات وأمواج المحيط، وتتولد شرارات "برق صغير" صغيرة عندما تصطدم قطرات الماء من الأمواج المتلاطمة وتتفكك.

وصنع علماء من جامعة ستانفورد شحنات كهربائية مجهرية في مختبر وخلطوها بغازات موجودة في الغلاف الجوي في بداياته، لتؤدي في النهاية إلى نشأة الحياة.

وشكّل هذا المزيج سلاسل من الذرات العضوية (الجزيئات)، بما في ذلك اللبنات الأساسية للحمض النووي (DNA).

حتى الآن، اعتقد العلماء أن عددًا لا يحصى من صواعق البرق من أقدم السحب فوق سطح الأرض أنتجت الكهرباء اللازمة لـ نشأة الحياة قبل حوالي 3.5 مليار سنة.

وكانت فرضية ميلر-يوري، التي طرحت قبل عقد من الزمان، مليئة بالعيوب، بما في ذلك ندرة حدوث البرق، مما يجعل من الصعب على العلماء تصديق وجود ما يكفي من الصواعق لتوفير طاقة حيوية للمحيط بأكمله.

نظرية البرق الصغير

لكن نظرية "البرق الصغير" الجديدة تفتح الباب أمام حدوث هذه التفاعلات الكيميائية باستمرار، وفي كل مكان وُجد فيه الماء على الأرض ما قبل التاريخ.

ويقول البروفيسور ريتشارد زاري، من كلية العلوم الإنسانية بجامعة ستانفورد: "على الأرض في بداياتها، كانت هناك رذاذات مائية في كل مكان - في الشقوق أو على الصخور، ويمكن أن تتراكم وتُحدث هذا التفاعل الكيميائي".

وخلصت دراسات سابقة إلى أن الغلاف الجوي للأرض في بداياتها كان على الأرجح يحتوي على مجموعة من المواد الكيميائية المختلفة، بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والنيتروجين (N₂) والميثان والأمونيا والهيدروجين.

وقد أشارت بعض هذه الأبحاث إلى أن الغلاف الجوي كان في الغالب مزيجًا من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين (N₂) مع كميات أقل من الميثان والأمونيا.

ويشمل ذلك فرضية ميلر-يوري لعام 1952 التي وضعها الكيميائيان الأمريكيان ستانلي ميلر وهارولد يوري.

وبعد أكثر من 70 عامًا، اكتشف فريق زاري أن إحدى المواد العضوية المتكونة من الصواعق الدقيقة هي اليوراسيل، وهو جزيء عضوي ذو روابط كربون-نيتروجين.

وأشار زاري إلى أن روابط الكربون-النيتروجين عنصر أساسي في المركبات التي تُكوّن الكائنات الحية اليوم، بما في ذلك البروتينات والإنزيمات والكلوروفيل.

من أين جاءت المياه؟

إذن، من أين أتت الكهرباء في مياه ما قبل التاريخ؟ اكتشف زاري وفريقه أنواعًا مختلفة من الشحنات الكهربائية التي تتشكل عند تفتت الماء بفعل الرذاذ أو الرش.

على وجه التحديد، غالبًا ما تحمل القطرات الأكبر شحنة موجبة، بينما تحمل القطرات الصغيرة جدًا شحنة سالبة.

وعادةً، تحتوي جميع ذرات الماء على نفس عدد البروتونات والإلكترونات، ومع ذلك، فإن اختلاف الشحنات ناتج عن فقدان الماء المتناثر أو اكتسابه أعدادًا متفاوتة من الإلكترونات أثناء تحوله إلى قطرات صغيرة.

ببساطة، عندما تصطدم موجة بالشاطئ أو تتساقط قطرات من شلال، تفقد جزيئات الماء إلكترونات (مُصبحة مشحونة موجبة) أو تكتسب إلكترونات (مُصبحة مشحونة سالبة) أثناء تفككها إلى قطرات أصغر.