Kermit Pattison, Harvard Universiteti

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriSistemimizin dinamik gedişatı ilə əlaqəli müxtəlif addımları və prosesləri ümumiləşdirən sxematik diaqram. Ən yuxarıda birinci (heterotrof və avtopoetik) nəsil var ki, o, katalizatoru götürdükdən sonra (lazımi bir addım deyil, lakin eksperimental məqsədlər üçün çox faydalıdır) özünü çoxaldan vezikulyar sistemə çevrilir. Kredit: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2412514122

Bu, biologiyanın ən böyük sirridir: həyat necə başladı?

Harvard alimlərindən ibarət bir qrup, həyatın əsas xüsusiyyətləri olan maddələr mübadiləsini, çoxalmanı və təkamülü simulyasiya edən süni hüceyrəyə bənzər kimyəvi sistemlər yaratmaqla bizi cavaba yaxınlaşdırdı. Nəticələr bu yaxınlarda Proceedings of the National Academy of Sciences jurnalında dərc olunub .

Yer və Planet Elmləri Departamentinin baş elmi işçisi Xuan Peres-Merkader, “Mənim bildiyimə görə, ilk dəfədir ki, hər kəs belə bir şey edib – kimyəvi səviyyədə tamamilə homojen olan və təbii həyatla heç bir oxşarlığı olmayan bir şeydən həyat xüsusiyyətlərinə malik bir quruluş yaradıb” dedi. “Mən bu barədə super, çox həyəcanlıyam.”

Həyatın Mənşəyi Təşəbbüsünün direktoru və Astronomiya professoru Phillips Dimitar Sasselovun sözlərinə görə, məqalə biokimyəvi olmayan molekullardan sadə, özünü yaradan bir sistemin necə qurulacağını nümayiş etdirməklə mühüm irəliləyişə işarə edir.

“O, həyatın əsas aspektlərini təqlid etdiyi üçün bizə canlı hüceyrələrin mənşəyi və erkən təkamülünü başa düşməyə imkan verir ” dedi yeni tədqiqatda iştirak etməyən Sasselov.

Həyatın ən qədim sübutu, təxminən 3,8 milyard il yaşı olan qədim mikrobların kiçik fosilləridir. Lakin onların kəşfi həyatın necə və nə vaxt başladığının sirrini çətin ki, həll etdi. Hansı sadə bioloji molekullar mürəkkəb hüceyrələri meydana gətirdi? Tək mənşəli, yoxsa çoxlu hadisələr var idi? Həyat Yerdə və ya başqa planetdə başladı?

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=11&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1753343370&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-central-mystery-life-earth.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNTgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTU4Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNTgiXV0sMF0.&dt=1753343370580&bpp=1&bdt=10137&idt=54&shv=r20250721&mjsv=m202507210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753339540%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753339540%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1753339540%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6138390159192&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1938&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=4200&eid=95331833%2C95362655%2C95366913%2C95359266%2C95366848%2C95367169&oid=2&pvsid=6177318231751940&tmod=36486239&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeE%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&fsb=1&dtd=59

Bu suallar əsrlər boyu bioloqları çaşdırıb. Çarlz Darvin həyatın “isti kiçik gölməçədə” başladığını və sonra müxtəlif formalara çevrildiyini fərz etdi.

1950-ci illərdə Stanley Miller və Nobel mükafatı laureatı Harold Urey Çikaqo Universitetində eksperimentlər apararaq, ilkin Yerin şərtlərini – metan, ammonyak, hidrogen və su atmosferini elektrik qövsləri ilə simulyasiya etdilər və zülalların tikinti bloklarını təşkil edən üzvi molekullar olan amin turşuları istehsal etdilər.

Bu mübahisəyə özünü “77 yaşlı uşaq” kimi təsvir edən enerjili alim Peres-Mercader daxil oldu. Nəzəri fizik kimi təhsil almış o, əvvəlki karyerasını böyük vahid nəzəriyyələr, supersimmetriya, superqravitasiya və super simləri tədqiq etməklə keçirmişdir.

1990-cı illərdə o, astrobiologiyaya keçdi və NASA ilə əməkdaşlıq edərək Madriddə Centro de Astrobiología-nı qurdu və İspaniyanın NASA-nın Mars Elm Laboratoriyasında iştirakına nəzarət etdi.

2010-cu ildə o, Harvarda başqa bir böyük öhdəliyi ilə gəldi. “Mən burada həyatın niyə mövcud olduğunu anlamağa çalışıram” dedi.

Həyatın bütün formaları bir neçə əsas atributları bölüşürlər: Onlar kimyəvi məlumatları idarə edir, özlərini saxlamaq və bədən hissələrini qurmaq, çoxalmaq və ətraf mühitə cavab olaraq təkamül etmək üçün bəzi enerji formalarını (məsələn, qida istehlak etmək və ya fotosintez etmək) metabolizə edirlər.

Peres-Mercader biologiyanın əsas fizikası və kimyası üçün riyazi tənliklər işləyib hazırladı və onların həllərindən sınaq borusunda süni həyatı sintez etmək üçün bələdçi kimi istifadə etdi.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

İllər boyu bu səylər eksperimental nümayiş olmadan nəzəri tədqiqatlar olaraq qaldı. Daha sonra polimerləşmə nəticəsində yaranan öz-özünə yığılmanın, nizamsız nanohissəciklərin kortəbii olaraq meydana çıxması, öz-özünə təşkili və metrin milyonda və ya milyardda biri miqyasında strukturlaşdırılmış obyektlərə yığılması prosesinin meydana çıxması ilə laboratoriyada irəliləyiş oldu.

Nəhayət, bu alətlər Pérez-Mercader və onun həmkarlarına öz nəzəriyyələrini həyata keçirməyə imkan verdi – sözün əsl mənasında.

Yeni araşdırmada komanda, ulduzlararası mühitdə mövcud olanlara bənzər materiallardan – qalaktikada ulduzların təkamülündən qalan qaz buludlarından və bərk hissəciklərdən, üstəlik ulduzlardan gələn işıq enerjisindən həyatın necə “yüklənəcəyini” nümayiş etdirməyə çalışdı . Sınaq borusu Darvinin “isti kiçik gölməçəsinin” laboratoriya versiyası kimi xidmət edirdi.

Komanda, bayram işıqlarına bənzər yaşıl LED lampaları ilə əhatə olunmuş şüşə flakonların içərisində dörd qeyri-biokimyəvi (lakin karbon əsaslı) molekulu su ilə qarışdırdı. İşıqlar yanıb-sönəndə qarışıq reaksiya verdi və amfifillər və ya hidrofobik (suya mənfi) və hidrofilik (suyu sevən) hissələrə malik molekullar əmələ gətirdi.

Molekullar öz-özünə misel adlanan topa bənzər strukturlara çevrildi. Bu strukturlar mayeni içəridə saxlayır, orada fərqli kimyəvi tərkibə malikdir və hüceyrəyə bənzər “veziküllər”ə və ya maye ilə dolu kisələrə çevrilir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1645945215&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=750&abgtt=11&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1753343370&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-07-central-mystery-life-earth.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNTgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90KUE7QnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzOC4wLjcyMDQuMTU4Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTM4LjAuNzIwNC4xNTgiXV0sMF0.&dt=1753343370581&bpp=1&bdt=10138&idt=79&shv=r20250721&mjsv=m202507210101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Df22668bce9793ae4%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753339540%3AS%3DALNI_Mb4Xpwl1SO1AcvqroR6xccDm_sheQ&gpic=UID%3D00000f7c5320f40b%3AT%3D1735196613%3ART%3D1753339540%3AS%3DALNI_Mb1dz_DHiT2yDzXLMaB9CDkQl4XGg&eo_id_str=ID%3D1241933dda87baba%3AT%3D1750839581%3ART%3D1753339540%3AS%3DAA-AfjZwPuiSAour3k16ZA1JtXua&prev_fmts=0x0%2C750x280&nras=1&correlator=6138390159192&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=3990&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=4200&eid=95331833%2C95362655%2C95366913%2C95359266%2C95366848%2C95367169&oid=2&pvsid=6177318231751940&tmod=36486239&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fpage3.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeE%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&fsb=1&dtd=84

Nəhayət, veziküllər sporlar kimi daha çox amfifillər atdılar və ya sadəcə partladılar – və boş komponentlər daha çox hüceyrəyə bənzər strukturların yeni nəsillərini meydana gətirdi. Lakin qovulan sporların artan sayları bir-birindən bir qədər fərqlənirdi, bəzilərinin sağ qalmaq və çoxalma ehtimalı daha yüksək idi – beləliklə, tədqiqatçıların Darvinin təkamülünün əsası olan “boş irsi dəyişkənlik mexanizmi” adlandırdıqları şeyi modelləşdirdilər.

Oksford Universitetinin kimya professoru, yeni tədqiqatda iştirak etməyən, lakin oxşar araşdırmalar aparan Stiven P. Fletçer dedi ki, PNAS tədqiqatı sintetik, özünü çoxaldan sistemlərin mühəndisliyi üçün yeni yol açır – keçmiş təcrübələrin yalnız daha mürəkkəb üsullarla əldə etdiyi nailiyyət.

“Kağız göstərir ki, işıq enerjisi təmin edildikdə, biologiyaya aid olmayan sadə kimyəvi maddələrdən canlı davranış müşahidə oluna bilər” dedi.

Perez-Merkader eksperimenti daha animasiyalı ifadələrlə xarakterizə edir. Onun fikrincə, bu, həyatın təxminən 4 milyard il əvvəl necə başladığına dair bir modeldir. Onun hesablamalarına görə, belə bir sistem kimyəvi cəhətdən təkamül edərək son universal ümumi əcdadın – bütün sonrakı həyatın əsasını qoyan ilkin formanın yaranmasına səbəb ola bilərdi.

“Bu ssenaridə gördüyümüz odur ki, siz asanlıqla xüsusi bir şey olmayan molekullarla başlaya bilərsiniz – bu gün canlı təbii sistemlərlə əlaqəli kompleks biokimyəvi molekullar kimi deyil” dedi. “Bu sadə sistem həyatın bu işinə başlamaq üçün ən yaxşısıdır.”

Daha çox məlumat: Sai Krişna Katla və başqaları, Özünü çoxalma tam abiotik, süni və sintetik hüceyrələrdə müstəqil böyümə və yenidən təşkil prosesi kimi, Milli Elmlər Akademiyasının Materialları (2025). DOI: 10.1073/pnas.2412514122

Jurnal məlumatı: Milli Elmlər Akademiyasının Materialları 

Harvard Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir