การทำความเข้าใจว่าโมเลกุลที่ซับซ้อนก่อตัวขึ้นบนโลกของเราสามารถนำทางในการค้นหาสิ่งมีชีวิตที่อื่นในระบบสุริยะได้อย่างไร
ที่ Bumpass Hell ในอุทยานแห่งชาติ Lassen Volcanic สล็อตเว็บตรงของแคลิฟอร์เนีย พื้นดินกำลังเดือดพล่านอย่างแท้จริง และกลิ่นของไข่เน่าก็อบอวลไปในอากาศ ฟองแก๊สลอยขึ้นมาจากแอ่งโคลน ทำให้เกิดเสียงแหบ ไอพ่นไอน้ำร้อนแผดเผาจากปล่องในดิน สถานที่ที่น่ากลัวนี้ได้รับการตั้งชื่อตามคาวบอย Kendall Bumpass ซึ่งในปี 1865 เข้ามาใกล้เกินไปและก้าวผ่านเปลือกบาง ๆ น้ำกรดที่เดือดจัดทำให้ขาของเขาไหม้อย่างรุนแรงจนต้องตัดขาทิ้ง
นักวิทยาศาสตร์บางคนโต้แย้งว่าชีวิตบนโลกของเราเกิดขึ้นในสภาพที่ดูเหมือนไม่เอื้ออำนวยเช่นนั้น ก่อนที่สิ่งมีชีวิตจะเดินทางบนโลก น้ำพุร้อนอย่าง Bumpass Hell อาจส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีที่เชื่อมโยงโมเลกุลธรรมดาเข้าด้วยกันในขั้นตอนแรกสู่ความซับซ้อน อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้วางจุดเริ่มต้นของชีวิตของโลกไว้ใต้น้ำ ที่ปล่องไฮโดรเทอร์มอลที่ลึกซึ่งน้ำอุ่นที่อุดมด้วยแร่ธาตุจะไหลเป็นคลื่นจากรอยแตกในพื้นมหาสมุทร
ในขณะที่นักวิจัยศึกษาและอภิปรายว่าชีวิตบนโลกเกิดขึ้นที่ใดและอย่างไร การค้นพบของพวกเขาให้โบนัสที่สำคัญ นาตาลี บาตาลฮา นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซกล่าวว่าการเข้าใจต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกใบนี้สามารถบอกใบ้ได้ว่าจะหาชีวิตได้ที่ไหนในที่อื่นๆ “มันมีความหมายอย่างมากต่ออนาคตของการสำรวจอวกาศ” นักเคมี Wenonah Vercoutere เห็นด้วย Vercoutere จาก Ames Research Center ของ NASA ใน Moffett Field รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าวว่า “กฎของฟิสิกส์เหมือนกันทั่วทั้งจักรวาล” “แล้วจะมีอะไรที่จะบอกว่ากฎของชีววิทยาไม่ได้เกิดขึ้นและอยู่ในสถานที่และ ใช้งานอยู่ในจักรวาลทั้งหมด?”
ล่อแผ่นดิน
ที่แกนหลักทางชีวเคมี สูตรสำหรับชีวิตอาศัยส่วนผสมเพียงไม่กี่อย่าง ได้แก่ องค์ประกอบทางเคมี น้ำ หรือสื่ออื่นๆ ที่อาจเกิดปฏิกิริยาเคมี และแหล่งพลังงานที่จะให้พลังงานแก่ปฏิกิริยาเหล่านั้น บนโลก ส่วนผสมทั้งหมดเหล่านี้มีอยู่ที่บ่อน้ำพุร้อนบนบก ซึ่งเป็นที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตที่บึกบึน ตัวอย่างเช่น Great Boiling Spring ในเนวาดามีอุณหภูมิสูงถึง 77 องศาเซลเซียส แต่จุลินทรีย์ก็สามารถทำให้เกิดการมีอยู่ในน้ำใกล้กับตลิ่งดินของสปริง นักวิจัยรายงานในปี 2016 ในNature Communications สภาพดังกล่าวอาจสะท้อนถึงสภาพของโลกยุคแรก ดังนั้นรูปแบบชีวิตเหล่านี้จึงน่าจะ “เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตบางตัวที่แต่เดิมอยู่บนโลกใบนี้” เจนนิเฟอร์ เพตต์-ริดจ์ นักนิเวศวิทยาด้านจุลินทรีย์จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์ ลิเวอร์มอร์กล่าว แคลิฟอร์เนีย.
จุลินทรีย์ที่น้ำพุร้อนสามารถก่อให้เกิดชุมชนที่เรียกว่าเสื่อจุลินทรีย์ เสื่อถูกสร้างขึ้นจากชั้นของจุลินทรีย์ พบเสื่อในพื้นที่ความร้อนใต้พิภพทั่วโลก รวมทั้งในอุทยานแห่งชาติเยลโลว์สโตน น้ำพุร้อน Garga ทางตอนใต้ของรัสเซีย และ Lassen ซึ่งเป็นที่ตั้งของ Bumpass Hell
เมื่อเวลาผ่านไป แผ่นจุลินทรีย์สามารถก่อตัวเป็นสโตรมาโทไลต์ โครงสร้างของจุลินทรีย์และแร่ธาตุที่สะสมทับกัน ลักษณะเป็นชั้นๆ ของสโตรมาโตไลต์สะท้อนให้เห็นถึงกาลเวลา เหมือนกับวงแหวนของต้นไม้ นักวิจัยพบหลักฐานของสโตรมาโทไลต์ในรูปแบบ Dresser Formationซึ่งเป็นลักษณะหินอายุ 3.5 พันล้านปีในเขตชนบทห่างไกลของออสเตรเลียตะวันตก พร้อมด้วยหลักฐานของแหล่งแร่น้ำพุร้อน ซึ่งอธิบายการค้นพบในปี 2560 ในวารสารNature Communications การค้นพบนี้ บวกกับสัญญาณอื่นๆ ของจุลินทรีย์ในอดีต ทำให้ทีมแนะนำว่าสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดในโลกบางส่วนเจริญรุ่งเรืองในสภาพแวดล้อมที่มีบ่อน้ำพุร้อน
David Deamer นักชีวฟิสิกส์ที่ UC Santa Cruz ใช้เวลาสี่ทศวรรษครึ่งในการสำรวจว่าชีวิตบนโลกของเราอาจเริ่มต้นขึ้นได้อย่างไร เขาเริ่มศึกษาลิพิด ซึ่งเป็นโมเลกุลของน้ำมันที่ประกอบเป็นเยื่อหุ้มเซลล์รอบ ๆ เซลล์ Deamer ซึ่งเป็นผู้เสนอน้ำพุร้อนรายใหญ่เป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต ได้แสดงให้เห็นว่าสภาวะที่น้ำพุร้อนบนบกสามารถสร้างถุงน้ำที่มีลักษณะเป็นฟองได้ โดยมีชั้นนอกที่ประกอบด้วยไขมัน โครงสร้างดังกล่าวอาจเป็นบรรพบุรุษของเซลล์ในยุคปัจจุบัน ( SN: 7/3/10, p. 22 )
Bruce Damer นักโหราศาสตร์ที่ UC Santa Cruz ซึ่งนำแนวทางวิทยาการคอมพิวเตอร์มาใช้กับคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิต ทำงานร่วมกับ Deamer เพื่อทดสอบว่าสภาวะที่น้ำพุร้อนสามารถขับเคลื่อนปฏิกิริยาการควบแน่นได้หรือไม่ ซึ่งรวมโมเลกุล 2 โมเลกุลเข้าด้วยกันเป็นส่วนประกอบที่ใหญ่กว่าตัวเดียว
เมื่อน้ำกระเด็นออกจากน้ำพุร้อนและระเหย โมเลกุลที่อยู่ในของเหลวอาจเกิดปฏิกิริยาควบแน่นและเชื่อมโยงกัน การกระเซ็นที่ตามมาจะเพิ่มโมเลกุลมากขึ้นที่อาจเกิดปฏิกิริยาควบแน่นเพิ่มเติมเมื่อของเหลวแห้งอีกครั้ง การทำให้เปียกและแห้งซ้ำๆ หลายครั้งอาจสร้างสายโซ่ของโมเลกุลได้
ในปี 2018 Damer ได้ก่อตั้งร้านค้าในพื้นที่พลังงานความร้อนใต้พิภพที่ยังคุกรุ่นในนิวซีแลนด์ ซึ่งตั้งชื่อตามธีมปกติที่ชื่อว่า Hells Gate เพื่อทดสอบสมมติฐานดังกล่าว เขาเตรียมขวดที่มีส่วนผสมที่จำเป็นในการประกอบสายของ RNA ซึ่งเป็นกรดนิวคลีอิกที่ทำหน้าที่เป็นตัวส่งสารในระหว่างการสังเคราะห์โปรตีน และอาจกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับต้นกำเนิดของชีวิตบนโลกยุคแรก ( SN: 4/10/04, p. 232 ). ส่วนผสมนี้รวมถึงหน่วยการสร้าง RNA สองในสี่ ซึ่งเป็นนิวคลีโอไทด์ที่เชื่อมโยงกันเพื่อสร้างสายโซ่ RNAสล็อตเว็บตรง
