به نقل از «ایمنا»

نقش ابرهای میان‌ستاره‌ای در تشکیل حیات کشف شد

تاریخ انتشار: ۲۷ بهمن ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۷۱۲۱۵۹۷

محققان آمریکایی با شبیه‌سازی شرایط یک ابر میان‌ستاره‌ای و یک سیارک به درک عمیق‌تری از چگونگی دستیابی کندریت‌های کربنی به اسیدهای آمینه دست یافتند و یک گام به کشف منشا تشکیل اجزای سازنده حیات نزدیک‌تر شدند.

به گزارش سرویس ترجمه ایمنا، مطالعات اخیر دانشمندان موسسه تحقیقاتی جنوب غرب از قدیمی‌ترین و بزرگ‌ترین مؤسسه‌های تحقیق و توسعه کاربردی مستقل، خصوصی و غیرانتفاعی کشور آمریکا، نشان می‌دهد که شرایط درون ابرهای میان‌ستاره‌ای ممکن است تأثیر قابل‌توجهی بر وجود اجزای سازنده حیات در منظومه شمسی داشته باشد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

شهاب‌سنگ‌ها و پیدایش حیات در جهان

کندریت‌های کربن‌دار، از قدیمی‌ترین اجرام جهان، شهاب‌سنگ‌هایی سرشار از ترکیبات آلی پروبیوتیک هستند که گمان می‌رود در منشأ حیات روی زمین و سایر نقاط کیهان نقش داشته‌اند. با این حال شکل‌گیری و تکامل شیمیایی مولکول‌های آلی محلول پیچیده از پیش‌سازهای بین‌ستاره‌ای تحت شرایط ابرهای مولکولی و سیارک‌های مادر مربوطه به‌طور کامل مورد بررسی قرار نگرفته است.

کندریت‌های کربن‌دار حاوی چندین مولکول و مواد آلی مختلف از جمله آمین‌ها و اسیدهای آمینه هستند که از بلوک‌های ساختمانی اصلی حیات به‌شمار می‌رود و برای تشکیل حیات روی زمین ضروری است. آمینواسیدها به‌عنوان بلوک‌های سازنده پروتئین‌ها، برای ایجاد پروتئین و بافت ماهیچه‌ای ضروری هستند و بسیار مورد توجه دانشمندان قرار دارند زیرا ممکن است سرنخ‌هایی در مورد منشأ حیات روی زمین و پتانسیل حیات در سیارات دیگر ارائه دهند. درک این‌که چگونه کندریت‌های کربن‌دار این اسیدهای آمینه را به دست آورده‌اند، گامی مهم در کشف اسرار منظومه شمسی و منشأ حیات به‌شمار می‌رود.

بیشتر شهاب‌سنگ‌ها تکه‌هایی از سیارک‌هایی هستند که مدت‌ها پیش در کمربند سیارکی، واقع بین مریخ و مشتری، متلاشی شدند. این قطعات قبل از این‌که با زمین برخورد کنند، برای دوره‌های طولانی، احتمالاً میلیون‌ها سال، به دور خورشید می‌چرخند.

دانشمندان آمریکایی با موضوع شبیه‌سازی دگرسانی‌های آبی شهاب‌سنگ مادر به‌واسطه آنالوگ‌های رسوب باقی‌مانده ابر مولکولی میان‌ستاره‌ای و بستن شکاف بین فراوانی آلی پروبیوتیک میان‌ستاره‌ای و شهاب‌سنگی، به بررسی کمی و کیفی توزیع آمین‌ها و اسیدهای آمینه پرداختند. یکی از سوالاتی که دانشمندان سعی در پاسخ به آن داشتند این بود که چگونه اسیدهای آمینه در وهله اول وارد کندریت‌های کربن‌دار شدند. از آنجا که بیشتر شهاب‌سنگ‌ها از سیارک‌ها می‌آیند، دانشمندان تلاش کرده‌اند با شبیه‌سازی شرایط سیارک‌ها در یک محیط آزمایشگاهی طی فرآیندی که «دگرسانی آبی» نامیده می‌شود، اسیدهای آمینه را بازتولید کنند.

تحقیق روی ابرهای مولکولی میان‌ستاره‌ای

دانشمندان موسسه تحقیقاتی جنوب غرب برای تعیین میزان تشکیل آمینواسیدها از شرایط سیارک‌ها و میزان آمینواسیدهای به‌دست آمده از ابرهای مولکولی میان‌ستاره‌ای، تشکیل آمین‌ها و اسیدهای آمینه را که در ابر مولکولی بین‌ستاره‌ای اتفاق می‌افتد و یک رسوب آلی تشکیل می‌دهد، شبیه‌سازی کردند. آن‌ها رسوب به‌دست‌آمده را تحت شرایط مربوط به سیارک که به عنوان «دگرسانی آبی» شناخته می‌شود، مورد پردازش قرار دادند.

تیم تحقیق خاطرنشان کرد که این روش صددرصد موفقیت‌آمیز نبوده است، اما ترکیب سیارک‌های مورد آزمایش آن‌ها از ابر مولکولی میان‌ستاره‌ای مادری سرچشمه می‌گیرد که سرشار از مواد آلی بوده است. در حالی که هیچ نشانه‌ای از وجود اسیدهای آمینه در ابرهای میان‌ستاره‌ای به دست نیامد، نشانه‌هایی از وجود آمین‌ها به دست آمد و نشان داد ابر مولکولی می‌تواند فراهم‌آورنده اسیدهای آمینه موجود در سیارک‌ها باشد که به شهاب‌سنگ‌ها منتقل می‌شود.

روند آزمایش ابرهای مولکولی

دانشمندان آمریکایی برای آزمایش خود یخ‌هایی ایجاد کردند که در ابر مولکولی میان‌ستاره‌ای بسیار رایج است و برای شبیه‌سازی برخورد پرتوهای کیهانی به آن‌ها از تابش اشعه‌هایی بهره بردند که باعث شکسته شدن مولکول‌ها و ترکیب‌بندی مجدد آن‌ها برای تشکیل مولکول‌های بزرگ‌تر می‌شود. در نهایت یک رسوب یا باقی‌مانده آلی ایجاد شد. پس از آن با بازآفرینی شرایط سیارکی از طریق دگرسانی آبی، باقی‌مانده را مورد پردازش مجدد قرار دادند و ماده به‌دست آمده را به‌دنبال یافتن آمین‌ها و اسیدهای آمینه مورد بررسی قرار دادند.

تیم تحقیق معتقد است در هر نوع پردازش سیارکی که انجام گرفت تنوع آمین‌ها و اسیدهای آمینه حاصل از آزمایش‌های یخ میان‌ستاره‌ای ثابت ماند. این امر به این معنا است که شرایط ابر میان‌ستاره‌ای نسبت به پردازش سیارک‌ها کاملاً انعطاف‌پذیر است. این شرایط می‌تواند بر توزیع آمینو اسیدهایی که در شهاب‌سنگ‌ها یافت می‌شود تأثیر داشته باشد. با این حال فراوانی اسیدهای آمینه فردی دو برابر شد که این امر نشان می‌دهد پردازش سیارک‌ها بر میزان اسیدهای آمینه موجود تأثیرگذار است. به عبارت دیگر، بعضی از شرایط سیارک‌ها و ابرهای مولکولی مادر نقش مؤثری بر توزیع آلی شهاب‌سنگ‌های به ارث رسیده از فضای میان‌ستاره‌ای دارند.

تیم تحقیق تأکید کرد: این نتایج ممکن است حداقل با فقدان مواد معدنی، گونه‌های معدنی و مواد آلی نامحلول مرتبط با مواد آلی در آزمایش‌ها توضیح داده شود. فراوانی زیاد آمین‌های فرار در نمونه‌های تغییریافته غیرآبی نشان می‌دهد که این نوع از فرارهای میان‌ستاره‌ای را می‌توان به‌طور موثر به سیارک‌ها و دنباله‌دارها منتقل کرد و از ایده حضور مواد آلی میان‌ستاره‌ای در اجرام منظومه شمسی حمایت کرد، اما به‌طور اساسی لازم است شرایط ابر میان‌ستاره‌ای و پردازش سیارک هر دو در نظر گرفته شود تا توزیع به بهترین شکل تفسیر شود.

دانشمندان موسسه تحقیقاتی جنوب غرب منتظر مطالعات نمونه‌های سیارکی از ماموریت‌هایی مانند OSIRIS-REx هستند که در حال حاضر در راه بازگشت به زمین است تا برای به دست دادن درک بهتر از نقش ابرهای میان‌ستاره‌ای در پیدایش و توزیع اجزای سازنده حیات، نمونه‌های بیشتری در اختیار آن‌ها قرار دهد. بررسی این نمونه‌ها در راستای دست یافتن به تأثیری انجام خواهد گرفت که فرآیندهای سیارکی از خود برجای می‌گذارند و به چگونگی تأثیر ابر میان‌ستاره‌ای بر توزیع بلوک‌های سازنده حیات می‌پردازد.

کد خبر 641668

منبع: ایمنا

کلیدواژه: فضا نجوم تحقیقات جدید محققان آمریکایی دانشمندان تحقیقات علمی تحقیق و تفحص مطالعات محققان دستاورد محققان کیهان حیات حیات زمین میان ستاره ای شهاب سنگ شهر شهروند کلانشهر مدیریت شهری کلانشهرهای جهان حقوق شهروندی نشاط اجتماعی فرهنگ شهروندی توسعه پایدار حکمرانی خوب اداره ارزان شهر شهرداری شهر خلاق میان ستاره ای ابر مولکولی سازنده حیات شهاب سنگ ها شبیه سازی سیارک ها نمونه ها مواد آلی

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.imna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایمنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۷۱۲۱۵۹۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

کشف یک «زیستگاه» عظیم در عمق چهار متری خشک‌ترین صحرای جهان

تحقیقات جدید نشان داده که یک زیست‌کره میکروبی غنی در عمق ۴ متری، زیر سطح سوخته صحرای آتاکامای شیلی مدفون شده است. دنیای پنهان باکتری‌ها یکی از عمیق‌ترین‌ دنیاهایی است که در خاک‌های آتاکاما یافت شده و می‌تواند به جستجوی حیات در مریخ کمک کند. 

به گزارش فرادید، زندگی میکروبی قبلاً تا اعماق ۸۰ سانتی‌متری در صحرای آتاکاما ثبت شده بود، اما به گفته محققان، این زیست‌کره جدید در دره کاملاً خشک یانگِی (Yungay) کاملاً از سطح جدا شده است. 

بر اساس مطالعه‌ای که روز سه شنبه (۲۳ آوریل) در مجله PNAS Nexus منتشر شد، این جامعه تازه کشف‌شده در خاک‌هایی بین ۲ متر تا حداقل ۴ متر عمق زندگی می‌کند و تحت سلطه اکتینوباکتری هستند، گروه متنوعی از باکتری‌ها که در سایر محیط‌های سخت، از جمله قطب شمال، چشمه‌های آب گرم جوشان و دریاهای شور یافت می‌شوند. 

به گفته محققان: «اطلاعات کمی درباره حیات میکروبی در لایه‌های رسوبی عمیق‌تر وجود دارد. جوامع توصیف‌شده در این مطالعه می‌توانند نمایانگر مقدار بالای یک بیوسفر عمیق زیر خاک‌های بیابانی فراخشک باشند.» 

افزون بر این، محققان دریافتند اکتینوباکتری‌ها نزدیک به سطح، بین ۲ تا ۵ سانتی‌متر عمق دارند. بر اساس این مطالعه، تیم با حفاری عمیق‌تر، باکتری‌های متعلق به شاخه Firmicutes را یافت که در برابر غلظت‌های بالای نمک مقاوم هستند و برای زنده ماندن به اکسیژن نیازی ندارند. 

صحرای آتاکاما خشک‌ترین صحرای گرم جهان است که به اندازه سیاره زهره، نور خورشید دریافت می‌کند. تنها تعداد انگشت‌شماری از حیوانات در شرایط سخت زنده می‌مانند، از جمله موش گوش برگی داروین (Phyllotis darwini) و روباه خاکستری آمریکای جنوبی (Lycalopex griseus)، اما برخی از باکتری‌ها در خاک‌های نمکی و غنی از مواد معدنی صحرا رشد می‌کنند. 

محققان نمونه‌هایی از خاک صحرای آتاکاما برداشتند و محتوای DNA آن‌ها را غربال کردند تا فقط سلول‌های میکروبی زنده را استخراج کنند

برای یافتن اطلاعات بیشتر در مورد این ساکنان میکروسکوپی، محققان نمونه‌های خاک را از گودالی در دره یونگای استخراج کردند و هر قطعه DNA را که می‌توانستند پیدا کنند استخراج کردند. در تحقیقات قبلی، بین DNA میکروب‌های زنده و مرده تمایز قائل نشده بود، بنابراین محققان روشی را برای جدا کردن DNA موجود در سلول‌های زنده، معروف به DNA درون‌سلولی از DNA شناور آزاد یا خارج‌سلولی طراحی کردند. 

«این رویکرد، پیشرفت قابل‌توجهی در مطالعات تنوع میکروبی در محیط‌های شدید خواهد بود، چون به طور موثر سوگیری از DNA مشتق‌شده از سلول‌های مرده را حذف می‌کند.» 

باکتری‌ها در ۷۹.۲۵ سانتیمتر بالای خاک فراوان بودند، اما تقریباً بین ۷۹.۲۵ تا ۲۰۱.۱۷ سانتیمتر عمق وجود نداشتند، جایی که غلظت نمک حتی برای قوی‌ترین میکروب‌ها بیش از حد بالا بود. اما در اعماق پایین‌تر، محققان یک «منطقه گذار» به یک جامعه میکروبی پایدار را کشف کردند. این منطقه گذار با تغییر از خاک‌های غنی از رس معروف به نهشته‌های پلایا به نهشته‌های رودخانه باستانی همزمان بود. 

محققان معتقدند اکتینوباکتریا حدود ۱۹۰۰۰ سال پیش در نهشته‌های رودخانه کلنی تشکیل دادند و طی هزاران سال زیر رسوبات پلایا مدفون شدند. میکروب‌ها در عمق با استخراج آب از گچ زنده می‌مانند که وقتی انیدریت معدنی در معرض آب قرار می‌گیرد تشکیل می‌شود. این واکنش در دماهای بالا برگشت‌پذیر است و می‌تواند آب را در خاک آتاکاما آزاد کند. 

صحرای آتاکاما اغلب به عنوان مکانی مشابه برای مطالعه شرایط سخت مریخ استفاده می‌شود، جایی که سطح آن کاملاً بی‌جان است، اما ممکن است شواهدی از حیات میکروبی را در زیر خود به صورت پنهان داشته باشد. محققان در این مطالعه یادآور شدند که تحقیقات جدید می‌تواند به جستجوی حیات در سیاره سرخ کمک کند، چون مریخ دارای ذخایر گچی است که به طور بالقوه می‌تواند به عنوان منبع آب برای حیات فرازمینی عمل کند. 

«بر اساس دانش ما، این موضوع نمایانگر عمیق‌ترین بررسی میکروبی و کشف حیات میکروبی در خاک‌های آتاکاما تا به امروز است.»

کانال عصر ایران در تلگرام