المكون السري للحياة على الأرض

كيف بدأت الحياة على كوكب الأرض؟، سؤال حير العلماء عبر العصور، غير أن علماء أكسفورد تمكنوا من تحديد بدء الخليقة بعد الانفجار العظيم. 

 بدء الحياة على الأرض

وحقق علماء أوكسفورد تقدما كبيرا في فهم كيفية بدء الحياة على الأرض، بعد اكتشاف أن الحديد عنصر أساسي ليس فقط هنا ولكن على الكواكب الأخرى أيضا.

وكشف الباحثون أن الحديد يعد عنصرا غذائيا أساسيا لازما لنمو وازدهار الحياة على الأرض تقريبا. وبالكتلة وحدها، الحديد (Fe) هو العنصر الكيميائي الأكثر وفرة على هذا الكوكب ويتخلف عن كثب قبل الأكسجين (O). وهو أيضا رابع أكثر العناصر شيوعا في قشرة الأرض ويشكل معظم اللب الداخلي والخارجي للكوكب.

ويُعتقد أن كمية الحديد في غلاف الأرض - وهي طبقة من صخور السيليكات بين القشرة واللب الخارجي - "حُددت" بواسطة الظروف التي تشكل فيها الكوكب منذ حوالي 4.5 مليار سنة.

ووفقا لفريق أكسفورد، كان لهذا "تداعيات كبيرة على كيفية تطور الحياة" على الأرض.

وزعم الباحثون الآن أنهم اكتشفوا عملية ساعد الحديد من خلالها في تشكيل تطور أشكال الحياة المعقدة.

تطور الحياة الفضائية

وقد تساعد النتائج، التي نُشرت في مجلة PNAS، العلماء على فهم أفضل لاحتمالية تطور الحياة الفضائية على الكواكب الصخرية الأخرى.

وقال جون وايد، الأستاذ المساعد في مواد الكواكب في قسم علوم الأرض بجامعة أكسفورد: "إن المقدار الأولي للحديد في صخور الأرض" يُحدد بواسطة ظروف تراكم الكواكب، والتي يتم خلالها فصل اللب المعدني للأرض عن العباءة الصخرية".

وكانت الظروف الحديدية على الأرض ستساعد الكوكب في البداية على الاحتفاظ بمياهه السطحية - وهي لبنة أساسية في الحياة، وفقا للباحثين.

وكان من الممكن أيضا أن يذوب الحديد في مياه البحر، ما يعني أنه كان متاحا بسهولة للحياة البسيطة "للانطلاق في التطور".

ولكن هذا تغير، منذ حوالي 2.4 مليار سنة خلال ما يسمى بحدث الأكسجة العظيم، عندما بدأت مستويات الأكسجين على الكوكب في الارتفاع بشكل كبير.

وتفاعلت المستويات الوفيرة من الأكسجين مع الحديد وجعلته أقل قابلية للذوبان، ما أدى إلى طرد جيجا طن من العنصر من البحر.

ومع ذلك، وفقا للمعهد المشارك في الدراسة هال دريكسميث، أستاذ بيولوجيا الحديد في معهد MRC Weatherallللطب الجزيئي بجامعة أكسفورد، لا تزال الحياة قادرة على إيجاد طريق.

الحديد 

وقال: "كان على الحياة أن تجد طرقا جديدة للحصول على الحديد الذي تحتاجه، وعلى سبيل المثال، تعد العدوى والتكافل وتعدد الخلايا سلوكيات تمكّن الحياة من التقاط واستخدام هذه المغذيات النادرة والحيوية بشكل أكثر كفاءة؛ إن تبني مثل هذه الخصائص كان من شأنه أن يدفع أشكال الحياة المبكرة إلى أن تصبح أكثر تعقيدا من أي وقت مضى، في طريقها للتطور إلى ما نراه من حولنا اليوم".

ووفقا للباحثين، فإن الحاجة إلى الحديد كمحرك للتطور اللاحق للكائنات القادرة على جذب الحديد عندما تكون الموارد منخفضة، قد تكون عملية نادرة جدا.

والأسوأ من ذلك، أنه قد يتحول إلى أحداث عشوائية تماما وسيكون لذلك تأثير على احتمالية تطور الحياة المعقدة على الكواكب الأخرى.

وقال البروفيسور دراكسميث: "من غير المعروف مدى شيوع الحياة الذكية في الكون؛ مفاهيمنا تعني أن الشروط اللازمة لدعم بدء أشكال الحياة البسيطة ليست كافية أيضا لضمان التطور اللاحق لأشكال الحياة المعقدة، وقد تكون هناك حاجة إلى مزيد من الاختيار من خلال التغييرات البيئية الشديدة - على سبيل المثال، كيف أن الحياة على الأرض بحاجة إلى إيجاد طريقة جديدة للوصول إلى الحديد. 

الحياة الذكية

وقد تكون مثل هذه التغييرات الزمنية على النطاق الكوكبي نادرة، أو عشوائية، ما يعني أن احتمالية الحياة الذكية قد تكون منخفضة أيضا".

ومع ذلك، فإن معرفة مقدار الحديد الموجود في عباءة الكوكب قد يساعد العلماء في البحث عن حياة فضائية، من خلال التخلص من المرشحين الأكثر احتمالا القادرين على دعم الحياة.