ก่อนที่จะมีชีวิตอย่างที่เรารู้มันมีโมเลกุล แต่โฮสต์ของขั้นตอนที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงนี้ยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับอันเป็นที่รักของวิทยาศาสตร์
การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าการสร้างสิ่งมีชีวิต - โมเลกุลพรีไบโอติก - อาจก่อตัวขึ้นในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่ซึ่งฝุ่นเป็นแหล่งที่ปลอดภัยในการก่อตัวและปฏิกิริยาต่าง ๆ กับพลาสมาโดยรอบให้พลังงานเพียงพอต่อการสร้างชีวิต
“ หากการก่อตัวของชีวิตเปรียบเหมือนตัวต่อจิ๊กซอว์ - ตัวต่อตัวต่อที่ใหญ่และซับซ้อน - ฉันชอบจินตนาการถึงโมเลกุลพรีไบโอติกเหมือนชิ้นส่วนปริศนาแต่ละชิ้น” ดร. เครกสตาร์กศาสตราจารย์เซนต์แอนดรูกล่าว “ การนำชิ้นส่วนต่างๆมารวมกันจะทำให้เกิดโครงสร้างทางชีวภาพที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น และเมื่อชิ้นส่วนทั้งหมดอยู่ในสถานที่ภาพที่เกิดคือชีวิต”
ปัจจุบันเราคิดว่าโมเลกุลพรีไบโอติกก่อตัวขึ้นบนเม็ดน้ำแข็งขนาดเล็กในอวกาศระหว่างดวงดาว แม้ว่าสิ่งนี้อาจขัดแย้งกับความเชื่อที่ยอมรับได้อย่างง่ายดายว่าชีวิตในอวกาศเป็นไปไม่ได้ แต่พื้นผิวของธัญพืชนั้นมีสภาพแวดล้อมที่เอื้อเฟื้อเผื่อแผ่ที่ดีสำหรับชีวิตในรูปแบบที่ปกป้องโมเลกุลจากรังสีที่เป็นอันตรายต่ออวกาศ
“ โมเลกุลก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวฝุ่นจากการดูดซับอะตอมและโมเลกุลจากก๊าซโดยรอบ” สตาร์กบอกกับนิตยสารอวกาศ “ หากส่วนผสมที่เหมาะสมในการสร้างสารประกอบโมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงนั้นมีอยู่และเงื่อนไขนั้นถูกต้องคุณก็อยู่ในธุรกิจ”
โดย“ เงื่อนไข” สตาร์กกำลังบอกใบ้ถึงองค์ประกอบที่สองที่จำเป็น: พลังงาน โมเลกุลของกาแลคซีธรรมดา ๆ นั้นค่อนข้างเสถียร โดยไม่ต้องใช้พลังงานจำนวนมากอย่างไม่น่าเชื่อพวกเขาจะไม่สร้างพันธะใหม่ เป็นที่เชื่อกันว่าชีวิตสามารถก่อตัวขึ้นจากฟ้าผ่าและการระเบิดของภูเขาไฟด้วยเหตุผลนี้
ดังนั้นสตาร์คและเพื่อนร่วมงานของเขาหันไปมองบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่ซึ่งฝุ่นถูกแช่อยู่ในพลาสมาที่เต็มไปด้วยไอออนบวกและอิเล็กตรอนเชิงลบ นี่คือการเกิดปฏิกิริยาระหว่างไฟฟ้าสถิตของอนุภาคฝุ่นกับพลาสมาอาจให้พลังงานสูงซึ่งจำเป็นต่อการสร้างสารประกอบพรีไบโอติก
ในพลาสมาเม็ดฝุ่นจะดูดซับอิเล็กตรอนอิสระอย่างรวดเร็วกลายเป็นประจุลบ นี่เป็นเพราะอิเล็กตรอนมีน้ำหนักเบาและเร็วกว่าไอออนบวก เมื่อเม็ดฝุ่นถูกประจุลบมันจะดึงดูดฟลักซ์ของประจุบวกซึ่งจะเร่งไปยังอนุภาคฝุ่นและชนกับพลังงานมากกว่าที่มันจะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลาง
เพื่อทดสอบสิ่งนี้ผู้เขียนได้ศึกษาบรรยากาศตัวอย่างซึ่งอนุญาตให้พวกเขาตรวจสอบกระบวนการต่าง ๆ ที่อาจเปลี่ยนก๊าซอิออนให้เป็นพลาสมารวมทั้งพิจารณาว่าพลาสมาจะนำไปสู่ปฏิกิริยาที่มีพลังมากพอหรือไม่
“ เพื่อเป็นการพิสูจน์ถึงหลักการเราได้พิจารณาลำดับของปฏิกิริยาทางเคมีที่นำไปสู่การก่อตัวของกรดอะมิโนไกลซีนที่ง่ายที่สุด” สตาร์กกล่าว กรดอะมิโนเป็นตัวอย่างที่ดีของโมเลกุลพรีไบโอติกเนื่องจากจำเป็นสำหรับการสร้างโปรตีนเปปไทด์และเอนไซม์
แบบจำลองของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า“ ไอออนของพลาสม่าสามารถเร่งเป็นพลังงานที่เพียงพอซึ่งเกินกว่าพลังงานกระตุ้นสำหรับการก่อตัวของฟอร์มาลดีไฮด์, แอมโมเนีย, ไฮโดรเจนไซยาไนด์และท้ายที่สุดคือกรดอะมิโนไกลซีน” Stark กล่าว “ สิ่งนี้อาจเป็นไปไม่ได้ถ้าพลาสมาขาด”
ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าเมื่ออุณหภูมิของพลาสมาในระดับปานกลางมีพลังงานเพียงพอที่จะสร้างโมเลกุลพรีไบโอติกไกลซีน อุณหภูมิที่สูงขึ้นอาจทำให้เกิดปฏิกิริยาที่ซับซ้อนมากขึ้นและทำให้โมเลกุลพรีไบโอติกที่ซับซ้อนมากขึ้น
สตาร์คและเพื่อนร่วมงานของเขาแสดงให้เห็นถึงเส้นทางที่เป็นไปได้ในการก่อตัวของพรีไบโอติกโมเลกุลดังนั้นชีวิตจึงอยู่ในสภาวะปกติ ในขณะที่ต้นกำเนิดของชีวิตอาจยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับอันเป็นที่รักของวิทยาศาสตร์เรายังคงได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นต่อชิ้นส่วนปริศนาครั้งละ
กระดาษได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในวารสาร Astroiology และสามารถดาวน์โหลดได้ที่นี่
