كيف تشكلت الخلايا الأولى على الأرض؟

كشف فريق من علماء معهد "سكريبس" للأبحاث في كاليفورنيا أن عملية كيميائية تسمى "الفسفرة" ربما ساهمت في المراحل المبكرة من تكوين الخلايا الأولية على الأرض.

وتعرف الفسفرة في الكيمياء الحيوية بأنها عملية إضافة مجموعة فوسفات إلى جزيء بروتين، أو إدخال مجموعة فوسفات إلى جزيء عضوي بشكل عام. وينجم عنها وظائف هامة يمكنها تحويل مجموعات كروية من الدهون تسمى الخلايا الأولية إلى إصدارات أكثر تقدما وتطورا، وأكثر تنوعا واستقرارا ونشاطا كيميائيا.

ولطالما اعتقد العلماء أن هذه الخلايا الأولية كانت بمثابة لبنات بناء أساسية للكيمياء الحيوية منذ أكثر من 3.5 مليار سنة، وربما نتجت من الينابيع الساخنة تحت المحيط على طول الطريق لتطور الهياكل البيولوجية الأكثر تعقيدا.

وافترض فريق البحث أنه نظرا لانتشار "الفسفرة" في وظائف الجسم البيولوجية، فلا بد أنها ساهمت في المراحل المبكرة من تكوين الخلايا الأولية.

إقرأ المزيد

اكتشاف ثوري .. تحديد آلية اختباء الخلايا السرطانية في مراحلها المبكرة

وأجرى الفريق محاكاة في المختبر لظروف وعمليات قد تتطابق مع تلك التي وقعت في الأيام الأولى للأرض، ودمج مواد كيميائية معا، مثل الأحماض الدهنية والغلسرين، لإنشاء حويصلات أكثر تعقيدا (هياكل كالفقاعات تشبه الخلايا الأولية التي تسهل العمليات الخلوية).

وتوصل العلماء إلى التفاعلات الكيميائية المطلوبة من خلال إجراء بعض التغيير في درجة الحرارة والحموضة، ما يوضح أن "الفسفرة" ربما ساهمت في تطور الخلايا الأولية في الرواسب البدائية.

ويقول الكيميائي رامانارايانان كريشنامورثي، من معهد "سكريبس" للأبحاث: "يساعدنا هذا الاكتشاف على فهم البيئات الكيميائية المبكرة للأرض بشكل أفضل حتى نتمكن من اكتشاف أصول الحياة وكيفية تطورها".

ويضيف الكيميائي سونيل بوليتيكورتي: "كانت الحويصلات قادرة على الانتقال من بيئة الأحماض الدهنية إلى بيئة الدهون الفوسفورية خلال تجاربنا، ما يشير إلى أنه كان من الممكن وجود بيئة كيميائية مماثلة قبل أربعة مليارات سنة".

ومع ذلك، هناك حاجة إلى إجراء العديد من الدراسات المماثلة للتأكد من كيفية ظهور الحياة على الأرض.

ويقول عالم الفيزياء الحيوية أشوك دينيز، من معهد "سكريبس" للأبحاث: "تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى وجود ثروة من الفيزياء المثيرة للاهتمام أيضا، والتي ربما لعبت أدوارا وظيفية رئيسية على طول الطريق إلى الخلايا الحديثة".

نشر البحث في مجلة Chem.

المصدر: ساينس ألرت