پروفسور یونگدونگ جین از دانشکده مهندسی زیستپزشکی دانشگاه شنژن چین نظریهای جسورانه ارائه کرده که میگوید نانوزیمهای معدنی طبیعی ممکن است عامل اصلی تبدیل مواد بیجان به نخستین مولکولهای زیستی بوده باشند. به گفته او، این ذرات ریز که به عنوان کاتالیزور و پردازشگر انرژی عمل میکردند، در شرایط سخت زمین اولیه، موتورهای پنهانی بودند که شیمی بیجان را به سمت زیستشناسی سوق دادند.
معمای قدیمی خاستگاه حیات
بزرگترین پرسش علم این است که حیات چگونه از دل مواد شیمیایی بیاثر پدید آمد. دانشمندان میدانند که ظهور نخستین بسپارهای زیستی (بیوپلیمرها) و بلوکهای سازنده آنها گامی تعیینکننده بوده، اما توالی دقیق رویدادها هنوز در هالهای از ابهام قرار دارد. بازآفرینی این فرآیند در آزمایشگاه بسیار دشوار است و شواهد مستقیمی از آن در دست نیست.
در یک قرن گذشته فرضیههای متعددی مطرح شدهاند: از «جهان RNA» و «جهان متابولیسم-نخست» گرفته تا «جهان روی» و «جهان لیپید». هر یک بخشی از پازل را توضیح میدهند، اما هیچکدام تصویری کامل و یکپارچه از گذار ماده بیجان به سامانههای زنده ارائه ندادهاند.
نظریه جدید: نانوزیمهای معدنی
پروفسور جین در فرضیه خود که «فرضیه نانوزیمها» نام دارد، پیشنهاد میکند که نانوزیمهای معدنی طبیعی (MN-زیمها) و نسلهای بعدی نانوزیمهای دورگه آلی-مولکولی کوچک، نقشی محوری در پیدایش و تکامل حیات ایفا کردند. این مواد در مراحل اولیه با کمک فرآیندی موسوم به «فتوسنتز معدنی»، گازهای بیاثر پیشاتاریخی را به تدریج به مولکولهای پیچیدهتر تبدیل کردند.
پنج نقش کلیدی نانوزیمها
به گفته این پژوهشگر، MN-زیمهای طبیعی پنج عملکرد حیاتی داشتند: (۱) کاتالیز کردن واکنشها، (۲) اتصال و محدودسازی سطحی مولکولها، (۳) محافظت از مولکولها در برابر تابش فرابنفش، (۴) گزینش نوری و (۵) مدیریت جریان انرژی. آنها با استفاده از منابع طبیعی انرژی مانند نور، گرما و الکتریسیته، واکنشهای شیمیایی اولیه را هدایت کرده و انرژی را به اطلاعات مولکولی قابل خواندن، نوشتن و تکثیر تبدیل میکردند.
زمین به مثابه یک آزمایشگاه عظیم طبیعی
این فرضیه زمین را یک آزمایشگاه شیمیایی «همهکاره» میداند که طی میلیاردها سال، از یک محیط کاملاً معدنی، جهان آلی را پدید آورد. شیبهای فشار و دما در سراسر سیاره، به ویژه در آتشفشانها و چشمههای آب گرم، شرایط ایدهآلی برای واکنشهای دما-فشار بالا و سنتز نخستین نانوزیمها فراهم کردند. نکته جالب اینکه امروزه نیز از روشهای مشابه در آزمایشگاهها برای ساخت نانوزیمهای مصنوعی استفاده میشود.
جین معتقد است این نانوزیمها طی میلیاردها سال به آرامی تکامل یافتند، خود را تجدید کردند و پیچیدهتر شدند و حتی برخی از آنها در موجودات زنده ادغام شدند. این دیدگاه با مفهوم قدیمی «زیستزایی» (abiogenesis) همخوانی دارد و میتواند روزنهای تازه به سوی درک چگونگی شکلگیری حیات بگشاید.
هنوز راه طولانی تا اثبات کامل این فرضیه باقی است، اما ارائه یک چارچوب نظری جدید که بتواند نقشه راهی برای آزمایشهای آینده ترسیم کند، گامی بزرگ به جلو محسوب میشود. اگر نانوزیمها واقعاً موتورهای پنهان خاستگاه حیات بوده باشند، شاید روزی بتوانیم در آزمایشگاه نیز از صفر حیات خلق کنیم.
