قام العلماء بتكرار الشكل الأول للتطور على الأرض في المختبر

لقد عمل العلماء لأجيال عديدة على حل ألغاز كيفية بدء الحياة على الأرض، وقد اكتسبت إحدى النظريات الهامشية سابقًا الكثير من الأرض.

تقول نظرية “عالم الحمض النووي الريبوزي” (RNA World) إن ما يسمى بالحساء البدائي للأرض المبكرة كان يعج بالحمض النووي الريبوزي (RNA) الشقيق المفرد للحمض النووي، والذي يحمل التعليمات اللازمة لاستدامة الحياة.

الآن، قام فريق من الباحثين في معهد سالك بفك قطعة مهمة من هذا اللغز وقاموا ببنائها في المختبر: فئة غامضة ولكنها أساسية من الجزيئات تسمى ريبوزيمات بوليميراز RNA.

إن ريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) غير مفهومة جيدًا، لكن العلماء يشتبهون الآن في أن هذه المواد جعلت من الممكن للحمض النووي الريبي (RNA) ليس فقط التكاثر، بل التطور في الهلام والطين للكوكب المبكر.

على الرغم من أنه لا يُعرف سوى القليل عن ريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA)، إلا أن العلماء يعرفون أنه يمكنهم نسخ خيوط الحمض النووي الريبي (RNA).

وفي التجارب المعملية، أظهر العلماء أن هذا ليس كل ما يمكنهم فعله.

ويبدو أن بإمكانهم التطور أيضًا.

وأظهرت تجاربهم أن ريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) لا يمكنها نسخ الحمض النووي الريبوزي (RNA) فحسب، بل يمكنها أن تتحسن في القيام بذلك.

اقرأ المزيد: ما هي نظرية “عالم الحمض النووي الريبوزي”؟

ربما تكون الحياة على الأرض قد بدأت بفضل نسخة معدلة من الجزيء الشقيق للحمض النووي في العصر الحديث والذي كان جزءًا لا يتجزأ من التطور

يتشابه الحمض النووي الريبي (RNA) من الناحية الهيكلية مع الحمض النووي (DNA)، باستثناء إحدى القطع الأساسية الأربعة – الثايمين – التي يتم استبدالها باليوراسيل. وهذا يغير شكل وبنية الجزيء، ويعتقد العلماء منذ فترة طويلة أن هذه المادة الكيميائية هي السبب في ظهور أشكال الحياة الأولى على الأرض.

ولاحظوا أنه بمرور الوقت، يمكن لريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) التي تصنع نسخًا من نفسها أيضًا نسخ الحمض النووي الريبي (RNA).

ولم تكن النسخ وظيفية فحسب، بل في الواقع أصبحت أفضل في نسخ الحمض النووي الريبي (RNA) – وهو نفس النوع من التطور الذي وصفه تشارلز داروين.

وكما وصف داروين التطور، كلما كان الكائن الحي أكثر لياقة، كلما زاد احتمال تكاثره ونقل مادته الوراثية.

لم يكن يعرف شيئًا عن الحمض النووي، لكن الحمض النووي هو الطريقة التي تنتقل بها الجينات.

تشير التجربة الجديدة إلى أن نوعًا من التطور ربما كان يحدث في سيناريو عالم الحمض النووي الريبوزي (RNA World).

نظرًا لأن بعض ريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) أصبحت أفضل في نسخ الحمض النووي الريبي (RNA)، فقد أصبحت أكثر عرضة للبقاء والاستمرار في أداء دورها.

ومن ناحية أخرى، قامت الكائنات ذات الجودة الأقل بنسخ الحمض النووي الريبوزي (RNA) بشكل أقل موثوقية وانجرفت تسلسلاتها بعيدًا، وأصبحت أكثر عشوائية على مدار مسارات التطور المتعددة.

وقال مؤلفو الدراسة الجديدة إنه ربما لم يكن هناك حمض نووي يمكن نقله، لكن التطور كان يحدث.

وقال كبير مؤلفي الدراسة ورئيس سالك جيرالد جويس في بيان: “إننا نطارد فجر التطور”.

“من خلال الكشف عن هذه القدرات الجديدة للحمض النووي الريبوزي (RNA)، فإننا نكشف عن الأصول المحتملة للحياة نفسها، وكيف يمكن للجزيئات البسيطة أن مهدت الطريق لتعقيد وتنوع الحياة التي نراها اليوم.”

ونشرت الدراسة في المجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

في نهاية المطاف، اجتمع الحمض النووي الريبوزي (RNA) معًا لتكوين البنية المزدوجة المألوفة للحمض النووي (DNA)، مما أدى إلى ظهور كائنات وحيدة الخلية ومن ثم أشكال حياة أكثر تعقيدًا.

هذه كلها مجرد نظريات، لأننا لا نستطيع أبدًا العودة إلى بداية الكوكب وتأكيد كيف بدأ كل شيء.

لكن بناء ريبوزيمات بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) في المختبر ومشاهدتها تساعد الحمض النووي الريبي (RNA) على التطور يضيف وزنًا إلى نظرية عالم الحمض النووي الريبي (RNA World) لأنه يوضح أن هذا كان ممكنًا من الناحية النظرية.

ربما كانت الأرض المبكرة تحتوي على مكونات الحياة قبل فترة طويلة من ظهور أي شيء على كوكبنا. لدى العلماء الآن أدلة على أن هذه المواد كان من الممكن أن تتطور من تلقاء نفسها

يشبه الحمض النووي الريبي (RNA) النسخة المفردة من الحمض النووي (DNA)، ويحتوي على أجزاء من المادة الوراثية التي تستخدمها الخلايا للتواصل.

يتم بناء البروتينات، وهي المواد الأساسية للكائنات الحية، باستخدام التعليمات الموجودة في الحمض النووي الريبوزي (RNA).

إنه بطل الحياة المجهول. إنه يعمل دائمًا، وقد نموت بدونه، لكن الحمض النووي يميل إلى الحصول على الفضل.

وقال مؤلف الدراسة الأولى نيكولاوس باباستافرو، وهو باحث مشارك في مختبر جويس: “لقد تساءلنا منذ فترة طويلة عن مدى بساطة الحياة في بدايتها، وعندما اكتسبت القدرة على البدء في تحسين نفسها”.

“تشير هذه الدراسة إلى أن فجر التطور كان من الممكن أن يكون مبكرًا جدًا وبسيطًا جدًا. شيء ما على مستوى الجزيئات الفردية يمكن أن يدعم التطور الدارويني، وربما كان هذا هو الشرارة التي سمحت للحياة بأن تصبح أكثر تعقيدًا، والانتقال من الجزيئات إلى الخلايا إلى الكائنات متعددة الخلايا.

يزعم بعض العلماء أن الحياة قد وُلدت على كويكبات من النجوم، بينما يقول آخرون إن اللبنات الأساسية للحياة جاءت من الفضاء وتجميعت في أشكال الحياة على الأرض. هناك فكرة قديمة تقول بأن الجزيئات الأساسية للحياة تجمعت نفسها هنا على الأرض من مركبات غير عضوية.

بدون الحمض النووي الريبوزي (RNA)، لن تكون معظم وظائف الجسم ممكنة. يحمل الحمض النووي الريبوزي (RNA) تعليمات حول كيفية بناء البروتينات، والتي تشكل أساس كل ما تفعله الخلايا تقريبًا.

قبل وقت طويل من وجود الحيوانات والكائنات وحيدة الخلية، ربما كانت الأرض المبكرة موطنًا لخيوط من المواد الوراثية – والأهم من ذلك، المواد الكيميائية التي يمكنها جعلها تتكاثر.

سيحتاج عمل فريق جويس وباباستافرو إلى تكراره من قبل باحثين آخرين، لكنه يمثل في الوقت الحالي علامة لصالح نظرية واحدة حول كيفية ظهور الحياة.

وقال الفريق إنهم يأملون أن يتمكنوا حتى من اكتشاف كيفية اختراع وظائف الحمض النووي الريبي الجديدة من خلال نفس عملية التطور.