دراسة مثيرة: البرق وقطرات الماء وراء نشأة الحياة على كوكب الأرض

تعددت النظريات حول أصل الحياة على الأرض، ولكن واحدة من أكثرها إثارة للجدل تم طرحها في عام 1953، عندما قام العالمان ستانلي ميلر وهارولد يوري بإجراء تجربة لمحاكاة ظروف الأرض في مراحلها المبكرة. استخدم العالمان الماء والغازات والشرر الكهربائي لتقليد البرق، وفي نهاية التجربة اكتشفوا أن الأحماض الأمينية، التي تعد اللبنات الأساسية للحياة، قد تكونت.

وأدى هذا إلى ظهور فرضية "ميلر-يوري"، التي تقترح أن الحياة على الأرض بدأت عندما لامست مواد كيميائية بسيطة في المحيط مصادر طاقة مثل البرق، ووفقاً لهذه الفرضية، ربما أدى هذا التفاعل إلى تكوين أول جزيئات عضوية شكلت أساس الحياة على كوكبنا، وفق "إنترستينغ إنجينيرينغ".

الحياة من البرق

وقد يبدو هذا محيراً، لكن دراسة جديدة تُقدم أيضاً أدلةً تشير إلى أن ميلر ويوري ربما كانا على صواب،  ويُجادل الباحثون الذين أجروا الدراسة بأن ما يتبادر إلى أذهان العلماء عند التفكير في فرضية "ميلر-يوري" هو صواعق البرق الكبيرة، ولكن ربما لم يكن الأمر كذلك، بل إن شرارات ضوئية صغيرة من الشلالات أو الأمواج المتلاطمة هي التي أوجدت الحياة.

علم البرق الصغير المثير للاهتمام

وقال ريتشارد زار، أحد مؤلفي الدراسة وأستاذ في جامعة ستانفورد: "على الأرض في بداياتها، كانت هناك رذاذات ماء في كل مكان ، في الشقوق أو على الصخور، ويمكن أن تتراكم وتُحدث هذا التفاعل الكيميائي.. أعتقد أن هذا يتغلب على العديد من المشاكل التي يواجهها الناس مع فرضية ميلر-يوري".
وأجرى زار وفريقه تجربة شيقة لإثبات التفاعل الكيميائي المذكور أعلاه، فدرسوا أولاً العملية التي تُمكّن قطرات الماء من اكتساب شحنات كهربائية أثناء تحولها إلى رذاذ أو تناثر.
ولاحظ الباحثون أن القطرات الأصغر تحمل شحنة سالبة، بينما تحمل القطرات الأكبر شحنة موجبة، ومن المثير للدهشة أنه عند تقريب هذه القطرات ذات الشحنات المتقابلة من بعضها البعض، لاحظ مؤلفو الدراسة ما يُعرف بـ"البرق الصغير"، أي ومضات كهربائية صغيرة، تشبه هذه العملية كيفية تشكل البرق في السحب، ولكن على نطاق أصغر بكثير.

ولتصوير البرق الصغير الناتج عن التفاعل الكيميائي - وهو خافت جداً بحيث لا تراه العين البشرية - استخدم الفريق كاميرات عالية السرعة، وعلى الرغم من صغر حجمها، حملت هذه الومضات أو الشرارات طاقة كبيرة.

وبعد ذلك، اختبر الباحثون تأثيرها، ورشّوا ماءً بدرجة حرارة الغرفة في خليط من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والأمونيا والميثان (غازات يُعتقد أنها كانت موجودة على الأرض في بداياتها)، و كما هو متوقع، حدث البرق الدقيق بشكل طبيعي عند تفاعل قطرات الماء مع خليط الغاز.

وأدى هذا التفاعل الكيميائي في النهاية إلى إنتاج جزيئات عضوية مثل الجلايسين (حمض أميني) واليوراسيل (مكون رئيسي في الحمض النووي الريبوزي).
 وتُظهر التجربة أن التفريغات الكهربائية الدقيقة بين قطرات الماء الدقيقة ذات الشحنات المتقابلة تُكوّن جميع الجزيئات العضوية التي لوحظت سابقاً في تجربة ميلر-يوري، ونقترح أن هذه آلية جديدة للتركيب الحيوي للجزيئات التي تُشكل اللبنات الأساسية للحياة، كما أشار زاري.
ذلك و نُشرت الدراسة في مجلة "ساينس أدفانسز".

المصدر: موقع 24