تمايل به چپ، راز پيدايش حيات
حيات براي پيدايش نياز داشت واحدهاي سازنده مثل آجر براي ساختن خانه داشته باشد. يكي از اين سنگ‌بناهاي سازنده، آمينواسيدهاست كه تركيبات آلي سازنده پروتئين‌ها به‌شمار مي‌آيد و تعداد، توالي، نوع و چيدمان آنها تعيين‌كننده ساختار سه‌بعدي و خواص زيستي پروتئين‌ها‌ست. اين مولكول‌‌ها همچون بسياري ديگر از مولكول‌هاي زيستي براثر برخورد با نور تمايل به چرخش به‌سمت راست يا چپ پيدا مي‌كنند.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
پروتئين‌ها، به‌اصلاح اسب باركش مولكول‌هاي حيات هستند. آنها در هر ساختاري از جمله مو و آنزيم‌ها، كه سرعت‌بخش يا تنظيم‌كننده واكنش‌هاي شيميايي هستند، به كار رفته‌اند. درست مثل حروف الفبا كه از تعداد مشخصي كاراكتر تشكيل شده است، حيات هم از 20 آمينواسيد استاندارد در آرايشي با تنوع وسيع براي ساخت ميليون‌ها نوع مختلف از پروتئين‌ها استفاده مي‌كند. آمينواسيدها مي‌توانند به دو شكل كه تصوير آيينه‌اي يكديگر هستند ـ مثل دو دست ما ـ ساخته شوند. اگرچه احتمالاً حيات مبتني بر آمينواسيدهاي راست‌گرد مي‌توانست خوب كار كند، اما هرگز مخلوط آرايش چپ‌گرد و راست‌گرد آمينواسيدها در پروتئين‌ها با هم عمل نمي‌كند.
شهاب‌سنگ‌ها، سفيران حيات
شهاب‌ها همچون سفيرهاي حيات، اين ذرات آلي را در عالم با خود به اين سو و آن سو مي‌كشانند. ممكن است اين واحدهاي مولكول‌هاي زيستي در يك زايشگاه ستاره‌اي يا در قلب يك سيارك تشكيل شده باشند و حالا تخم حيات را با خود به هر محيط احتمالي ديگري ببرند. زمستان سال 1378، يك شهاب بزرگ در جو، درست بالاي منطقه بريتيش كلمبيا در كانادا منفجر شد و تكه‌هاي آن روي درياچه منجمد تاگيش فروريخت. مردم زيادي كه شاهد سقوط اين سنگ آسماني بودند، تكه‌هاي آن را در روزهاي بعد جمع‌آوري و در حالت منجمد نگه‌داري كردند. به اين ترتيب، پژوهشگران مطمئن بودند حداقل آلودگي زميني ممكن وارد آن شده است. از نظر زيست‌شناسان وقتي شيء از يك دنياي ديگر وارد زمين مي‌شود، محيط پوياي زيستي زمين مثل آلودگي مي‌تواند زود آن مهمان را متاثر ساخته و بكربودن آن را از بين ببرد. در‌نتيجه مطالعه روي آن كم اهميت يا حتي بي‌اهميت مي‌شود. با بررسي بيشتر شهاب‌سنگ درياچه تاگيش، رازهاي زيادي در مورد نخستين روزهاي پيدايش منظومه شمسي آشكار مي‌شود. از جمله نقش مهمي كه آب موجود در سيارك‌ها در ساخت آمينواسيدهاي چپ‌گرد بازي كرده است. اين آمينواسيدهاي چپ‌گرد اساس ايجاد حيات زميني هستند.
نكته: مطالعه روي نمونه‌هاي جمع‌آوري شده از يك شهاب سنگ كه چند سال پيش روي درياچه‌اي يخ زده در كانادا سقوط كرد، رازهاي فراواني از چگونگي پيدايش و شكل‌گيري حيات در سياره زمين را آشكار كرده است
پژوهشگران با تحليل تكه شهاب‌سنگ‌هاي سقوط‌كرده در درياچه منجمد كانادا، به دنبال ارائه توضيحاتي براي اين موضوع بودند كه چرا آمينواسيدهاي موجود در حيات زميني همواره متمايل به گردش به يك سمت خاص بودند؛ آنها مي‌خواستند بدانند چرا ساختار مولكولي موجودات زنده، تنها از مولكول‌هايي با گردش به چپ ايجاد شده است. در اين مطالعه شواهد قدرتمندي در اين رابطه كه چرا آب مايع درون يك سيارك، برخي از اشكال چپ‌گرد آمينواسيدها را به راست‌گرد آنها بيشتر ترجيح مي‌دهد ارائه شد. نتايج اين پژوهش، جستجو براي حيات فرازميني را با چالش‌هاي بيشتري روبه‌رو ساخت! تمام روش‌هاي متداول ساخت مصنوعي آمينواسيدها، به مخلوط مساوي از مولكول‌هاي راست‌گرد و چپ‌گرد منجر مي‌شود. اما چگونگي توليد منحصربه‌فرد يك سمت گردش ـ چپ‌گرد ـ در دنياي پيش‌زيستي، از مخلوط مساوي مولكول‌هاي راست‌گرد و چپ‌گرد، يك معماي اختر زيست‌شناسي به‌شمار مي‌آيد.
رمزگشايي از شهاب‌سنگ تاگيش
پژوهشگران براي مطالعه بيشتر، ابتدا نمونه‌هاي شهاب‌سنگ‌هاي درياچه تاگيش را خرد كردند، سپس آنها را با حلال آب گرم مخلوط كرده و در آخر با استفاده از طيف‌نگار جرمي كروماتوگرافي مايع، مولكول‌هاي آن را تفكيك و شناسايي كردند. آنها متوجه شدند داخل نمونه‌ها، نوع چپ‌گرد آسپارتيك‌اسيد ـ يكي از 20 آمينواسيد استاندارد با خاصيت قطبي و اسيدي ـ چهار برابر بيشتر از راست‌گرد آن بود. اين آمينواسيد نه‌تنها در هر يك از آنزيم‌هاي بدن ما استفاده شده، بلكه در ساخت آسپارتام، ماده جايگزين شكر هم به‌كار مي‌رود؛ ديگر اين‌كه، همين شهاب‌سنگ تنها مقدار اندكي آمينواسيد چپ‌گرد آلانين (8 درصد) ـ يكي ديگر از 20 آمينواسيد استاندارد با خاصيت غيرقطبي ـ كه ديگر واحد سازنده حيات است، در خود داشت. اگر اين آمينواسيدها براثر آلودگي‌هاي زميني وارد شهاب‌سنگ شده باشند، هر‌دو بايد فراواني بسيار زيادي از چپ‌گرد را نشان مي‌دادند، چرا كه چپ‌گردِ هر دوي آنها، در زيست زمين بسيار رايج است. پس معلوم مي‌شود فرآيندهاي حيات سازمان‌دهنده اين آمينواسيدها نبودند، بلكه آنها از مدت‌ها پيش و در درون شهاب‌سنگ درياچه تاگيش مسافر منظومه شمسي بوده‌اند. تحليل‌هاي ايزوتوپي تائيد كرد اين آمينواسيدها در فضاي ماوراء جو و جايي غير از زمين ساخته شده بودند. ايزوتوپ‌ها، نسخه‌هايي از يك عنصر با تعداد متفاوتي از پروتون‌ها هستند. براي مثال كربن 13، ايزوتوپي سنگين و غيرمعمول از كربن است. از آنجا كه ترجيح شيمي حيات بر ايزوتوپ‌هاي سبك‌تر است، آمينواسيدهاي غني از كربنِ سنگين 13، به احتمال قريب به يقين در فضا شكل گرفته است. پژوهشگران در شهاب‌سنگ درياچه تاگيش، آسپارتيك‌اسيد و آلانيني غني از كربن 13 يافتند و اين آشكارا نشانه شكل‌گيري اين آمينواسيدها در سيارك مادر طي فرآيندهاي غيرزيستي بوده است.
برخي پژوهشگران معتقدند آمينواسيدهاي فراوان چپ‌گرد در شهاب‌سنگ‌ها، در معرض پرتوهاي پرانرژي سحابي‌ها شكل مي‌گيرند. اما در اين مورد خاص، به‌علت فراواني بالاي آسپارتيك‌اسيدهاي چپ‌گرد نمي‌توان پيدايش آنها را تنها با پرتوهاي پرانرژي توضيح داد، بلكه فرآيند ديگري هم بايد دخيل بوده باشد.
پيروزي چپ بر راست
چيزي كه بسيار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفت اين بود كه هنگام تركيب مولكول‌هاي راست‌گرد و چپ‌گرد، آمينواسيدهاي آلانين و آسپارتيك‌اسيد مي‌توانند به‌طور متفاوتي متبلور شوند. اين موضوع باعث شد آنها به‌سراغ پژوهش‌هاي صورت‌گرفته بسياري كه به استخراج رفتار كريستاله‌شدن مولكول‌هايي همچون آسپارتيك‌اسيدهايي كه چپ‌گرد يا راست‌گرد شده‌اند، بروند.
احتمالا مقدار آمينواسيدهاي چپ‌گرد ايجادشده در سحابي‌ها و زايشگاه‌هاي ستاره‌اي اندك بوده است. در واقع ممكن است پرتوهاي فرابنفش پرانرژي يا ديگر پرتوهاي اطراف ستاره‌ها، به ساخت آمينواسيدهاي چپ‌گرد يا تخريب راست‌گردها كمك كرده باشد، اما اين فراواني اوليه چپ‌گردها به‌واسطه فرآيندهايي از قبيل كريستاله‌شدن در سيارك‌ها تقويت‌شده و برخورد خرده سيارك‌ها با زمين باعث انتقال آنها به سياره ما شده است و شايد در ادامه و به دليل فراواني بسيار زياد آمينواسيدهاي چپ‌گرد، آنها به هم پيوسته‌اند و به اين ترتيب، حيات پديدار شده است. البته به باور زيست‌شناسان، احتمالاً غني‌سازي مشابه ديگري در خودِ زمين روي داده است و با تبلور آمينواسيدهاي چپ‌گردي كه در رسوبات باستاني زمين از قبيل كف رودخانه‌ها، درياچه‌ها و درياها وجود داشته، به‌وقوع پيوسته است. نتايج اين پژوهش، جستجو براي حيات فرازميني از قبيل حيات ميكروبي فرض‌شده در زير سطح مريخ را پيچيده كرد. محققان معتقدند هر چند به‌نظر مي‌رسد يك فرآيند غيرزيستي مي‌تواند به سازمان‌دهي برخي آمينواسيدهاي چپ‌گرد منجر شود، اما نمي‌توان تنها با استناد به همين حجم، پيدايش حيات را به شهاب‌سنگ نسبت داد.
astrobiology
