بازسازی متابولیسم باستانی در آزمایشگاه: گامی به سوی کشف منشا زندگی و امکان زیست فرازمینی

در پژوهشی تازه، دانشمندان دانشگاه لودویگ ماکسیمیلیان مونیخ (LMU) توانستند یکی از ابتدایی ترین فرآیندهای متابولیک موجودات زنده را در آزمایشگاه بازسازی کنند؛ فرآیندی که احتمالا نخستین سلول های زنده زمین از آن برای تولید انرژی بهره می بردند.
این فرآیند مبتنی بر واکنش های شیمیایی بین آهن و گوگرد در شرایطی شبیه به چاه های گرمابی کف اقیانوس های اولیه زمین است.

در این شبیه سازی آزمایشگاهی، پژوهشگران بدون افزودن هیچ ماده مغذی، تنها با استفاده از دمای بالا و ترکیبات آهن و گوگرد موفق به تولید گاز هیدروژن شدند. در این محیط، میکروبی به نام Methanocaldococcus jannaschii که از محیط های زیستی فوق العاده داغ جدا شده، رشد چشم گیری از خود نشان داد. این میکروب نه تنها به خوبی از هیدروژن تولیدی تغذیه کرد، بلکه ژن های مربوط به مسیر متابولیک استیل-کوآ (acetyl-CoA) را نیز به طور خاص فعال نمود؛ مسیری که احتمالا یکی از ابتدایی ترین روش های تولید انرژی در تاریخ تکاملی زندگی بوده است.

این یافته ها نشان می دهد که واکنش های معدنی ساده در محیط های غنی از آهن، توانایی فراهم کردن انرژی کافی برای بقای سلول های اولیه را داشته اند. همچنین بقای نزدیک این میکروب ها به ذرات معدنی مانند ماکیناویت (FeS) در این آزمایش با شواهد فسیلی قدیمی مطابقت دارد.

در گام بعدی، پژوهشگران می خواهند این شرایط را برای قمر انسلادوس (از قمرهای زحل) شبیه سازی کنند. با توجه به احتمال وجود فعالیت های گرمابی زیر پوسته یخی این قمر، این پرسش مطرح است که آیا میکروب های باستانی می توانند در چنین محیط هایی خارج از زمین نیز زنده بمانند یا خیر. این پروژه گامی مهم در درک منشا زندگی در زمین و احتمال وجود آن در دیگر نقاط سامانه ی خورشیدی است.


 Nature Ecology & Evolution