اندیشیدن تنها راه نجات

اخبار #فیزیک ، دانشمندان یک #واکنش #شیمیایی را یکصد میلیارد بار کند کردند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد. دانشمندان توانسته اند برای نخستین بار یک برهمکنش مشترک در شیمی #کوانتومی را با استفاده از یک کامپیوتر کوانتومی برای تحت الشعاع قرار دادن این فرآیند با سرعتی یکصد میلیارد برابر کمتر از حد معمول مشاهده کنند. این برهمکنش‌ها که به عنوان تقاطع مخروطی شناخته می‌شوند، مدت‌هاست که در مورد آن شناخته شده‌اند، اما معمولاً در فمتوثانیه‌ها (چهار میلیاردم ثانیه) به پایان می‌رسند و انجام مشاهدات مستقیم را غیرممکن می‌کنند. یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه سیدنی در استرالیا و دانشگاه کالیفرنیا، سن دیگو، در عوض واکنش را با استفاده از یک ذره باردار به دام افتاده در یک میدان نظارت کردند و به آنها اجازه داد تا نسخه‌ای از این فرآیند را دنبال کنند که برای ابدیت نسبی به طول می‌انجامد...

خاستگاه : 👉




⚛ @AndisheKonim

دانشمندان #واکنش #شیمیایی را شناسایی کردند که ممکن است باعث ایجاد #حیات در زمین شده باشد.


یک نقطهٔ بحرانی در اوایل تاریخ زمین وجود داشت که واکنش‌های شیمیایی در میان ترکیبی از مولکول‌های آلی از درون شروع به حرکت کردند و چیزی را تشکیل دادند که ممکن است شروع فرآیند بیولوژیکی در نظر بگیریم.
اینکه این اولین واکنش متابولیک چه شکلی می‌توانست داشته باشد، همچنان در حد حدس و گمان است. این باید به اندازهٔ کافی ساده باشد تا از اجزای مختلفی که احتمالاً در حال حاضر وجود دارند پدید بیاید، با این حال هنوز به اندازهٔ کافی کارآمد است که به عنوان یک کاتالیزور برای تغییرات در محیط خود عمل کند.
اکنون تیمی از محققان دانشگاه راتگرز و کالج شهر نیویورک در ایالات متحده پروتئینی را شناسایی کرده‌اند که ممکن است نقش مهمی در شروع حیات داشته باشد، یک پپتید ساده که آنها را نیکل‌بک (nickelback) می‌نامند.
این ادای احترام به گروه راک شناخته شده کانادایی نیست (نیکل بک یک گروه راک کانادایی است که در سال 1995 در هانا، آلبرتا تشکیل شد)، بلکه اشاره ای به ستون فقرات پروتئین است که شامل زنجیره ای از اسیدهای آمینه و دو اتم نیتروژن است که به یک جفت اتم نیکل متصل شده‌اند.
این اکتشاف نه تنها می‌تواند روشنگر راه شروع حیات در زمین باشد، بلکه می‌تواند سرنخ دیگری در جستجوی حیات در سیارات دیگر به اخترشناسان بدهد، جایی که این ترکیبات شیمیایی ضروری تازه در حال شکل‌گیری هستند.
بیوشیمی‌دان و زیست‌شناس مولکولی ویکاس ناندا از دانشگاه راتگرز در نیوجرسی می‌گوید:"دانشمندان بر این باورند که زمانی بین 3.5 تا 3.8 میلیارد سال پیش نقطهٔ عطفی وجود داشته است، چیزی که باعث شروع تغییر از شیمی پیش‌زیستی ( prebiotic؛ مولکول‌ها قبل از حیات) به سیستم‌های زنده و بیولوژیکی شد. ما بر این باوریم که این تغییر توسط چند پروتئین پیش ساز کوچک که مراحل کلیدی را در یک واکنش متابولیک باستانی انجام می دهند، ایجاد شده است. و ما فکر می کنیم یکی از این پپتیدهای پیشگام را پیدا کرده ایم"
دانشمندان برای رسیدن به طرح نهایی پپتیدی خود، تحقیقات خود را با پروتئین‌های امروزی آغاز کردند که فرآیندهای متابولیک حیاتی را در بسیاری از واکنش‌های بیوشیمیایی پیش می‌برد. پروتئین‌های باستانی بسیار ساده‌تر بودند، بنابراین این پروتئین‌ها سپس به اساسی‌ترین بخش‌های خود تجزیه و شکسته شدند.
مجموعه‌ای از آزمایش‌ها نیکل بک را به عنوان یک کاندید احتمالی برای شکل‌گیری در زمین پیش‌زیستی به اندازهٔ کافی ساده،اما آنقدر پیچیده برای گرفتن انرژی از محیط و انجام کاری با آن، نشان دادند. نیکل‌بک در مجموع از 13 ریشه اسید آمینه تشکیل شده است. این مولکول ها اغلب به عنوان "بلوک های سازنده" برای پروتئین ها و در واقع برای خود حیات توصیف می شوند. این پپتید یک خوشهٔ دو نیکلی را تشکیل می دهد که از نظر ساختاری مشابه یک خوشهٔ Ni-Fe در [NiFe] هیدروژناز و خوشه Ni-Ni در استیل کوآ سنتاز، دو پروتئین قدیمی و موجود در متابولیسم است.
به این داربست اصلی، دو اتم نیکل می توانند متصل شوند و فعالیت اساسی گروه نیکل-آهن در [NiFe] هیدروژناز و خوشه نیکل نیکل در استیل کوآ سنتاز، دو پروتئین باستانی که امروزه نقش عمده ای در متابولیسم دارند، منعکس کنند. این نتایج تجربی نشان می‌دهد که آنزیم‌های مدرن، علی‌رغم پیچیدگی بسیار زیادشان، احتمالاً از پیش‌سازهای پپتید ساده در زمین اولیه تکامل یافته‌اند.
نیکل یک فلز فراوان در اولین اقیانوس های سیارهٔ ما بوده است. مهمتر از همه، هنگامی که اتم های نیکل به پپتید متصل می شوند، به عنوان یک کاتالیزور در آزادسازی گاز هیدروژن عمل می کنند، که میلیاردها سال پیش منبع حیاتی انرژی بوده است. مهمتر از همه، این تیم توانست همهٔ این فرآیندها را در آزمایشگاه نشان دهد.
ناندا می‌گوید:"این مهم است زیرا، در حالی که نظریه های زیادی در مورد منشاء حیات وجود دارد، تست های آزمایشگاهی واقعی بسیار کمی از این ایده ها وجود دارد."
اگر نیکل‌بک نقش مهمی در شروع حیات بر روی زمین داشته باشد، منطقی است که فرض کنیم ممکن است در سیارات دیگر نیز شکل بگیرد، شاید در سیاراتی که به اندازهٔ ما از نظر تکامل دور نیستند.
محققان از آنچه به عنوان شاخص‌زیستی (biosignatures) شناخته می‌شود برای جستجوی حیات بیشتر در جهان استفاده می‌کنند، آثار شیمیایی که ممکن است نشان دهد موجودات زنده وجود دارند یا ممکن است توسعه یافته باشند. نیکل بک به طور بالقوه می تواند به آن لیست شاخص های زیستی اضافه شود.
نگاه کردن به ابتدای حیات روی زمین کار آسانی نیست، اما از طریق برخی تکنیک‌های هوشمندانه برای کار معکوس از امروز، ما به تدریج به ایدهٔ بهتری از چگونگی شکل‌گیری حیات در وهلهٔ اول می‌رسیم.

ادامه‌ی نوشتار : 👉



⚛ @AndisheKonim

#واکنش_های #شیمیایی تازه کشف شده می تواند #خاستگاه #حیات را توضیح دهد :

این که چگونه مولکول های غیر زنده جرقه حیات را برانگیختند، یکی از گیج کننده ترین اسرار علم است. اکنون دانشمندان واکنش‌های شیمیایی را کشف کرده‌اند که می‌توانند اجزای سازنده حیات را که در سوپ اولیه زمین رایج بودند تولید کنند!

تصور می‌شود نخستین شکل‌های حیات از یک مخلوطِ غنی از موادِ مغذی که اغلب به آن #سوپ_نخستین می‌گویند در میلیارد ها سال پیش روی زمین ایجاد شده اند.
روزگاری مولکول‌های موجود در داخل این سوپ شروع به واکنش با یکدیگر کردند _ البته به لطف مقداری انرژی افزوده مانند برخورد رعد و برق یا دریچه‌های گرمابی _ تا زمانی که ترکیبات آلی اساسی و سپس اسیدهای آمینه را تشکیل دادند، که سپس توانستند به پپتیدها و پروتئین‌ها متصل شوند و در نهایت زمین شاهد یک زندگی سلولی شد.

البته این فقط صورت بسیار ساده‌ی این‌ مسئله‌ی بسیار بزرگ و پیچیده بود که در بالا آمد؛ واگرنه واکنش‌های شیمیایی خاصی که در طول این فرآیند اتفاق افتادند همچنان مبهم هستند.

دانشمندان با ساختن نسخه‌های آزمایشگاهی از سوپ اولیه _ بر اساس آنچه که تصور می‌شد در میلیارد ها سال پیش فراوان بوده است _ پژوهش کرده و میکنند و آن را در معرض شرایط مختلف قرار می‌دهند تا ببینند چه اتفاقی می‌افتد و بلوک های سازنده‌ی زندگی چگونه به وجود آمده اند.

برای این مطالعه جدید که در حال خواندن گزارشی از آن هستید ، دانشمندانِ
Scripps
با دستور پخت سوپ اولیه خود دست به کار شدند و مجموعه‌ی جدیدی از واکنش های شیمیایی را با استفاده از مواد نسبتاً ساده که احتمالاً در زمین اولیه رایج بود، کشف کردند. تنها چیزی که لازم است سیانید، آمونیاک، دی اکسید کربن و اسیدهای
alpha-keto
بود و سپس این تیم شروع به مشاهده و بررسی این سوپ کرد که چطور اسیدهای آمینه تولید میکند. هر یک از چهار ترکیب بالا نقش خود را دارد.

رامانارایانان کریشنامورتی، نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: «انتظار داشتیم که فهمیدن این موضوع بسیار دشوار باشد، و معلوم شد که حتی ساده‌تر از آن چیزی است که تصور می‌کردیم. "اگر فقط کتو اسید، سیانید و آمونیاک را با هم مخلوط کنید، سوپ ما فقط در آنجا می ماند گویی که متوقف شده است. اما به محض اضافه کردن دی اکسید کربن، حتی مقادیر کمی، سرعت واکنش افزایش می یابد.

این تیم می‌گوید که این فرآیند اساساً همان نحوه تشکیل اسیدهای آمینه در سلول‌های زنده است، با این تفاوت که سیانید جایگزین آنزیم‌هایی است که هنوز در سوپ اولیه وجود نداشتند. این سادگی و شباهت به فرآیندهای بیولوژیکی کنونی، نشان می‌دهد که این منبعِ محتمل‌تری برای زندگیِ اولیه نسبت به سایر فرضیه‌هایی هست که به شیمی کاملاً متفاوت‌تری نیاز دارند.

تجزیه و تحلیل این سوپ شیمیایی نشان داد که این فرآیند همچنین به عنوان یک محصول جانبی اوروتات تولید می کند. اوروتات پیش‌ساز نوکلئوتیدها است که DNA و RNA را می سازند، که نشان می دهد طیف کاملی از مواد تشکیل دهنده حیات می تواند از این طریق تولید شده باشد.

ترجمه‌ی سام آریامنش

خاستگاه :
Newatlas

The research was published in the journal Nature Chemistry.




⚛ @AndisheKonim

حقیقتی که بدون شک از دید شما پنهان است!
زمانی که شما یک لیوان را در دست می‌گیرید، شیشه‌ای را لمس می‌کنید و یا روی صندلی می‌نشینید هرگز آنها را لمس نمی‌کنید.
هر چیزی در جهان ما از اتم ساخته شده و اتم‌ها نیز از الکترون ساخته شده‌اند، الکترون‌ها به دلیل داشتن #بارهای_منفی، وقتی به اندازه کافی به یکدیگر نزدیک می‌شوند همدیگر را دفع می‌کنند.
آن چیزی که ما از لمس کردن حس می‌کنیم، #تفسیر_مغز ما از نیروی الکترومغناطیسی بین اتم‌هایی است که با دافعهٔ الکترون‌ها ایجاد شده است ولی درحقیقت آنها حدود ۱۰ نانومتر از یکدیگر فاصله دارند.
اگر تحت هر شرایطی دو جسم با یکدیگر تماس پیدا کنند، یک #واکنش_هسته‌ای به راه خواهد افتاد!

⚛ @AndisheKonim