Ένα μίγμα απλών χημικών ουσιών παράγει μια δομή που μοιάζει με μύκητα

Από το Nature, 28 Απριλίου 2004

Σε ένα πείραμα, που θα μπορούσατε να κάνετε και σε ένα σχολικό εργαστήριο χημείας, δημιουργεί παράξενους και αλλόκοτους όγκους που, αν και γίνονται καθαρά από ανόργανα υλικά, έχουν μερικές από τις χαρακτηριστικές ιδιότητες των ζωντανών οργανισμών.

Αν και όλοι οι γνωστοί ζωντανοί οργανισμοί βασίζονται σε οργανικά συστατικά, το πείραμα προσφέρει νέα στοιχεία για την αυθόρμητη εμφάνιση δομών που διαθέτουν μεταβολισμό και μηχανισμούς πολλαπλασιασμού. Έτσι, ενισχύει τη θεωρία που υποστηρίζει ότι οι πρώτες ζωντανές δομές που εμφανίστηκαν στη Γη προήλθαν από ανόργανα συστατικά και όχι από ενώσεις του άνθρακα.

Τα περισσότερα χημικά μίγματα γρήγορα φτάνουν σε μια αμετάβλητη κατάσταση. Έτσι το γεγονός ότι μπορούν να προκύψουν δυναμικές δομές αυθόρμητα σαν τα κύτταρα από ένα απλό μίγμα είναι έκπληξη, λέει ο Jerzy Maselko του Πανεπιστημίου της Αλάσκας στο Anchorage και ο Peter Strizhak του Ιδρύματος Φυσικής Χημείας στο Κίεβο της Ουκρανία, οι οποίοι έκαναν την ανακάλυψη.

Αν κατανοήσουμε με ποιο τρόπο αυτό συμβαίνει, το πείραμα θα μπορούσε να μας δώσει ενδείξεις για το πώς μπορεί να προέκυψε η ζωή στη Γη, ή ακόμα και σε άλλους πλανήτες, όπου τα μίγματα των χημικών ουσιών που βρίσκονται εκεί μπορεί να είναι αρκετά διαφορετικά από αυτήν της νεαρής Γης.

Πλήρης ροή

Οι Maselko και Strizhak ανέμιξαν χλωριούχο ασβεστίου, ανθρακικό νάτριο, χλωριούχο χαλκό, ιωδιούχο νάτριο, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άμυλο. Βρήκαν ότι από το πράσινο μίγμα αναδύθηκε μια μορφή μια μαλακή μεμβράνη σαν μύκητας, με μία εσωτερική κοιλότητα διαμέτρου έως 1 εκατοστό. Οι χημικές ουσίες διαχέθηκαν μέσω αυτής της μεμβράνης, αντιδρώντας μέσα στην κοιλότητα, και αφού διασκορπίστηκαν, δημιούργησαν στροβιλιζόμενα νέφη υγρού σε χρώμα βιολετί μέσα στο πράσινο διάλυμα.

Παρά την επίτευξη της ισορροπίας, αυτή η διαδικασία εμμένει. Οι αντιδράσεις, λένε οι ερευνητές, θυμίζουν τον τρόπο που τα ζωντανά κύτταρα αναπτύσσονται, που παρά την ισορροπία τους οδηγούνται συνεχώς σε ροή χημικών ουσιών και ενέργειας μέσω των μεμβρανών τους.

Οι Maselko και Strizhak είδαν ακόμα και ένα είδος αντιγραφής στο χημικό τους μίγμα. Μερικές φορές οι παράξενες αυτές κυτταρικές δομές αναπτύχθηκαν σε μορφές με διάφορους λοβούς, ή ανέπτυξαν βλαστούς που διαχωρίστηκαν ακολούθως από τη γονική μεμβράνη.

Αλλά αν και φαίνονται εντυπωσιακές, μπορούν άραγε αυτές οι δομές να μας πουν τίποτα για την προέλευση των αληθινών ζωικών μορφών; Φαίνεται ότι η απάντηση είναι ναι, επειδή οι διαφορές μεταξύ των δύο διαδικασιών δεν είναι τόσο θεμελιώδεις όπως κάποιος μπορεί να υποθέσει.

Ο Graham Cairns-Smith, ένας χημικός στο Πανεπιστήμιο της Γλασκόβης στη Σκοτία, έχει υποθέσει εδώ και πολλά χρόνια ότι η ζωή στον πλανήτη μας μπορεί να μην έχει αρχίσει με οργανικά (βασισμένα στον άνθρακα) μόρια. Προτείνει ότι η ζωή μπορεί να έχει ξεκινήσει με ανόργανα συστατικά, όπως τα μεταλλεύματα αργίλου που μπορούν να φέρουν κληρονομήσιμες πληροφορίες, οι οποίες αποθηκεύονται στην διάταξη των ατόμων τους και μεταβιβάζονται στις επόμενες γενιές. Τέτοιοι "οργανισμοί αργίλου" μπορεί να είναι σε θέση να αντιγραφούν, υποστηρίζει ο Cairns-Smith.

Ο Maselko επιθυμεί πολύ να συνεχίσει την ανακάλυψή του για να δει ακριβώς πόσο μοιάζουν οι μορφές αυτές με τη δημιουργία της ζωής. "Είναι μόνο η αρχή", λέει. "Θα δούμε κι άλλα πολλά συστήματα όπως αυτό. Το επόμενο βήμα θα είναι να αναγκάσουμε αυτά τα συστήματα να εξελιχθούν".