Dünya’nın erken dönemlerine ait bu resim, sıvı suyun yanı sıra büyük bir etki nedeniyle gezegenin çekirdeğinden sızan magmayı da içeriyor. NASA’daki bilim adamları, gezegenin tarihinde bu zamanda var olmuş olabilecek kimyayı araştırıyorlar. Kredi: Simone Marchi
JPL’de modern organizmaların kimyasal etkisini ortadan kaldırmak için tasarlanmış özel bir laboratuvar, bilim adamlarının yaşamı meydana getirmiş olabilecek kimyayı araştırmasına olanak tanır.{ 4}
NASA’nın Jet Tahrik Laboratuvarı’nın Kökenler ve Yaşanabilirlik Laboratuvarında, bir test tüpünün içinde bir dünya bulabilirsiniz. Bu, yaklaşık 4 milyar yıl önce gezegenimizde var olan koşullara benzeyecek şekilde yeniden yapılandırılmış, erken Dünya’nın basitleştirilmiş bir temsilidir. Bu simülasyon sayesinde bilim adamları, Dünya’daki yaşamın gelişmesinde çok önemli bir rol oynayabilecek veya diğer gezegenlerde yaşamın varlığını gösterebilecek olanlar da dahil olmak üzere, o dönemde meydana gelen potansiyel kimyasal reaksiyonlara odaklanabiliyor.
Geçen yıl, JPL’nin Origins and Habitability Lab’indeki araştırmacılar, erken Dünya’nın kimyasını simüle ettiler ve canlı organizmaların yakıtı (güneş ışığı veya yiyecek gibi) dönüştürmek için kullandıkları süreç olan metabolizmada yer alan önemli bir kimyasal reaksiyonu gerçekleştirdiler. ) enerjiye dönüşür. Dünyanın ilk yaşam formları, bugün canlı organizmalar tarafından kullanılan aynı kimyasal reaksiyonlarla enerji mi yarattı?
Bu soruyu yanıtlamanın ilk adımı, bu reaksiyonların erken Dünya’da bile mümkün olup olmadığını bulmaktır. Canlı organizmalarda, bu tür reaksiyonlar yalnızca bir zarın (canlı bir hücrenin koruyucu duvarı gibi) içinde gerçekleşir. Bu, bu reaksiyonların yaşam oluşmadan önce gerçekleşip gerçekleşmediği ve nasıl meydana geldiği sorusunun cevapsız olmasının nedenlerinden sadece bir tanesidir.{4 }
JPL’nin Origins and Habitability Lab’ında araştırmacılar, erken Dünya’nın kimyasını kopyalamak amacıyla oksijensiz deneyler yapmak için sızdırmaz bir oda kullanıyor. Soldan gösterilenler, laboratuvar yardımcı lideri Laurie Barge ve araştırmacılar Jessica Weber ve Laura Rodriguez. Kredi: NASA/JPL-Caltech
Laboratuvarın çalışması, astrobiyoloji olarak bilinen bir disipline ait: evrendeki yaşamın kökenleri, evrimi, dağılımı ve geleceği üzerine yapılan çalışma. İplikler birbirine bağlı olduğundan, Dünya’da yaşamın nasıl oluştuğunu anlamaya çalışmak, bilim adamlarının başka yerlerde yaşam aramasına da yardımcı olacaktır. Aslında, laboratuvar ekibi başka bir çalışmada, Dünya’daki yaşamın kökenini anlamanın, bilim adamlarının bulunabilecek organik moleküllerin (Dünyadaki canlıların kimyasal temeli) görünümünü yorumlamalarına nasıl yardımcı olabileceğini inceledi. başka bir gezegende veya ayda.
Ancak Dünya’da yaşam ortaya çıkmadan önceki koşulları simüle etmek kolay bir iş değil. Saati geri çevirmek, yaşamın gezegenimizi nasıl dönüştürdüğünü hesaba katmak anlamına gelir.
Havada Bir Şey
Dünya üzerinde herhangi bir yaşam formunun bulunmadığı neredeyse hiçbir yer yoktur. Mikroorganizmalar okyanusun dibinde, kaynayan sıcak gayzerlerde ve bu organizmaları yok etmeye ayrılmış odalarda bulunabilir.
Yaşam formları, gezegenimizin kimyasını da değiştirmiştir. Laboratuvarda yaşam öncesi koşulları yaratmaya çalışmanın en büyük zorluklarından biri, oksijenin varlığıyla uğraşmaktır. Yaşam ortaya çıkmadan önce Dünya atmosferinde büyük ölçüde yoktu, şimdi her yerde bulunuyor çünkü pek çok yaşam formu onu üretiyor. Sonuç olarak, laboratuvarın tüm yaşamın kökeni deneyleri, öğeleri koymak veya çıkarmak için bir hava kilidi olan hava geçirmez bir kutu içinde yapılmalıdır. Kimyasallar içeren test tüplerine ek olarak, bu kimyasalları analiz etmek için kullanılan tüm aletler kutuya sığmalıdır, bu nedenle ekibin bu ortamda yapamayacağı bazı deneyler vardır.
Üstelik, yalnızca bir kişi çalışabilir eşyaları hareket ettirmek veya ekipmanı kullanmak için kabın kenarlarına yerleştirilmiş kalın lastik eldivenler giyin. Filtreler (düzenli temizlik gerektiren) başıboş oksijen atomlarını yakalar. Oksijen gazını çıkarmak için suyun bile uzun bir süreçten geçmesi gerekir.
Origins and Habitability Lab’in eş başkanı ve JPL araştırma bilimcisi Laurie Barge, “Bilim tamamen tekrardan ibarettir” dedi. “Tekrar tekrar deneyler yapmak istiyoruz ve test tüpünüze en ufak bir oksijen parçasının bile sızmadığından emin olmak için bu kadar çok zaman harcamanız gerektiğinde bunu yapmak zor.”
Burge aldı ve ekibi, modern metabolizmada yer alan bir kimyasal reaksiyonun bu erken Dünya koşullarında gerçekleşebileceğini göstermek için aylar sürüyor. Metabolizma sürecindeki her adımı simüle etmeye devam etmeyi planlıyorlar ve bir noktada belirli bir reaksiyonun yalnızca bir zar gibi koruyucu bir yapı içinde gerçekleşebileceğini görebilirler. Bu, yaşamın ortaya çıkması için zarların ne zaman gerekli hale geldiğini daraltmaya yardımcı olabilir – zamanda geriye bir bakış.
Bilim adamlarının gerçekleşen kimya hakkında bilgi edinebileceği ve potansiyel olarak yaşamın başlamasına zemin hazırlayabileceği başka bir yol daha var. Dünya: Erken Dünya’da bulunabilecek ham maddelerle kabaca aynı olan bir gezegeni veya ayı inceleyerek. Konum, kendi güneş sistemimizdeki cansız bir ay veya başka bir yıldızın etrafındaki bir gezegen olabilir. Ardından Barge ve meslektaşları, araştırdıkları fikirleri bir torpido gözü boyutuyla sınırlı olmayan bir ortamda test edebilirler.
“Laboratuvar sonuçlarımızdan bazılarını doğrulamak ve kontrol etmek çok ilginç olurdu Origins and Habitability Lab’de metabolizma çalışmasını yöneten bir JPL araştırma bilimcisi olan Jessica Weber, “Başka bir dünyanın sonuçlarına karşı” dedi. “Bunun gibi bir ortam bulmak, laboratuvar deneylerimizde erken Dünya’yı daha iyi yeniden yaratmamıza yardımcı olacak ve bu, kendi gezegenimizde ve potansiyel olarak başkalarında yaşam hakkındaki bazı büyük soruları yanıtlamaya daha da yaklaşacaktır.”
{6 }Referanslar: Laura M. Barge, Laura E. Rodriguez, Jessica M. Weber ve Bethany P. Theiling, 13 Nisan 2022, Astrobiology.{ 18} DOI: 10.1089/ast.2021.0079
“Demir/Kükürt Minerallerinin Doğrudan Aracılık Ettiği NAD+’nın Abiyotik Azaltılmasının Test Edilmesi”, Jessica M. Weber, Bryana L. Henderson, Douglas E. LaRowe , Aaron D. Goldman, Scott M. Perl, Keith Billings ve Laura M. Barge, 11 Ocak 2022, Astrobiyoloji.
DOI: 10.1089/ast.2021.0035