دانشمندان هنوز در حال تلاش برای کشف چگونگی پیدایش حیات در زمین هستند. در این صفحه، نوشته‌ها، پادکست‌ها، معرفی کتاب‌ها و کارگاه‌های مرتبط با آغاز حیات آمده است.

درباره آغاز حیات

با توجه به نظریه تکامل می‌دانیم که زندگی، پس از شروع، چگونه گسترش یافت و تنوع پیدا کرد. با این حال، یکی از بزرگ‌ترین سوالات بشر سؤالات بی پاسخ مانده (هر چند نظریاتی در این زمینه وجود دارد اما اجماعی بر هیچ نظریه وجود ندارد.) و آن سوال این است که اولین بار چگونه حیات از مواد معدنی به وجود آمده است؟ 

وقتی به تفاوت بین ماده معدنی و حیات فکر می کنیم، شکاف عمیقی را درک می کنیم، احساس می کنیم که طبیعت برای عبور از این شکاف باید جهشی بزرگ انجام داده باشد. به همین دلیل جستجو برای یافتن راه‌های تشکیل  مولکول‌های بزرگ و پیچیده در اوایل تاریخ زمین، از مواد معدنی، کاری مشکل است. مشکل اساسی این است که در سیستم های زنده مدرن، واکنش های شیمیایی در سلول ها توسط کاتالیزورهای پروتئینی به نام آنزیم ها انجام می شود. اطلاعات رمزگذاری شده در اسیدهای نوکلئیک DNA و RNA برای ساخت پروتئین مورد نیاز است. اما پروتئین ها برای ساختن اسیدهای نوکلئیک مورد نیاز هستند. علاوه بر این، هر دو پروتئین و اسیدهای نوکلئیک مولکول های بزرگی هستند که از رشته هایی از مولکول های کوچک تشکیل شده اند که سنتز آنها توسط پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک نظارت می شود. ما دو جوجه داریم و دو تخم‌مرغ اما همچنان مسئله مرغ اول بوده یا تخم و مرغ پیش روی ماست و هیچ پاسخی برای مشکل نداریم.

دیدگاه های درمورد منشأ حیات وجود دارد که این سؤال را در قلمرو شیمی قرار می‌دهد. همانطور که می بینیم، گام های اولیه در مسیر زندگی، نتیجه ای اجتناب ناپذیر و فزاینده از عملکرد قوانین شیمی و فیزیک است که تحت شرایطی که در زمین اولیه وجود داشت، منجر به حیات شده است. قوانین طبیعت (یا حداقل قابل شناخت). به این ترتیب، مراحل اولیه پیدایش حیات، شگفت‌انگیزتر و تصادفی‌تر از آب جاری در سراشیبی نیست.

اکثر مورخان می گویند که دوران مدرن تحقیقات تجربی در مطالعات منشأ حیات در یک آزمایشگاه زیرزمینی در بخش شیمی دانشگاه شیکاگو در سال 1953 آغاز شد. هارولد اوری، برنده جایزه نوبل در شیمی، و استنلی میلر، یک دستگاه رومیزی طراحی کرد که برای بررسی انواع فرآیندهای شیمیایی که ممکن است بلافاصله پس از تولد سیاره روی زمین اتفاق افتاده باشد، طراحی شده است. آنها نشان دادند که مولکول های آلی (در این مورد اسیدهای آمینه) می توانند از مواد معدنی توسط شرایط محیطی طبیعی مانند محلول اسیدی، گرما و تخلیه الکتریکی (رعد و برق)، بدون واسطه آنزیم ها ایجاد شوند. این یافته موجی از تفکر جدید در مورد منشاء و ماهیت زندگی را برانگیخت. (امروزه، اتفاق نظر بر این است که میلر و اوری اجزای جوی اشتباهی در دستگاه خود داشتند، بنابراین فرآیندی که آنها کشف کردند احتمالاً نمایانگر ظهور حیات در زمین نبود. با این وجود، به باروری و تنوع بالقوه شیمی اولیه غیر آنزیمی اشاره کرد. )

از سال 1953، ما بسیاری از مولکول های آلی ساده مشابه را در شهاب سنگ ها، دنباله دارها و حتی ابرهای گازی بین ستاره ای پیدا کرده ایم. بنابراین، ساده‌ترین مولکول‌هایی که در سیستم‌های زنده می‌یابیم، به دور از خاص بودن، در طبیعت بسیار رایج هستند. برای بسیاری، سوال واقعی این بود که چگونه این بلوک‌های ساختمانی اساسی در سیستم‌های زنده کنار هم قرار گرفتند، و به همان اندازه مهم، چگونه مولکول‌هایی که به زندگی مدرن منتهی شدند از محیط مولکولی نامرتب که در آن پدید آمدند انتخاب شدند.

وجود مولکول‌های ساده در همه جا، سناریوی جذابی را پیشنهاد می‌کند که تأثیر عمیقی بر روشی که محققین به منشا حیات در نیمه آخر قرن بیستم نزدیک می‌شوند، داشت. این سناریو به این صورت پیش می‌رفت: پس از اینکه زمین به اندازه‌ای خنک شد که اجازه تشکیل اقیانوس‌ها را بدهد، فرآیند میلر-اوری یا چیزی شبیه به آن بارانی از مواد آلی تولید کرد. در مدت زمان نسبتاً کوتاهی، اقیانوس تبدیل به آبگوشتی از این مولکول‌ها شد، و با توجه به زمان کافی، ترکیب مناسبی از مولکول‌ها به‌طور تصادفی گرد هم آمدند تا یک موجودیت تکرار شونده از نوعی را تشکیل دهند که به زندگی مدرن تبدیل شد.

به این سناریو، سناریوی سوپ اولیه می‌گویند. میراث اساسی سوپ اولیه دو چیز بود: مفهوم منشأ حیات را به یک رویداد محوری ساده تبدیل کرد و سپس پیشنهاد کرد که آن رویداد – مرحله ای که پس از ساخته شدن مولکول ها رخ داد – نتیجه تصادف است. 

فهرست