Một nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học dẫn đầu đã khai thác những hạn chế của sự kết hợp hóa học để viết một cuốn sách nấu ăn chứa hàng trăm công thức nấu ăn có khả năng tạo ra sự sống. Sự sống trên các hành tinh xa xôi - nếu tồn tại - có thể khác hoàn toàn với sự sống trên Trái đất. Nhưng chỉ có rất nhiều thành phần hóa học trong kho vũ trụ và cũng chỉ có rất nhiều cách để trộn chúng. Một nhóm các nhà nghiên cứu do các nhà khoa học tại Đại học Wisconsin-Madison dẫn đầu đã tận dụng những hạn chế này và biên soạn một cuốn sách nấu ăn gồm hàng trăm công thức hóa học có khả năng tạo ra sự sống.
Cuộc sống đòi hỏi sự lặp lại của các phản ứng hóa học. Việc mô tả các loại phản ứng và điều kiện cần thiết cho sự lặp lại tự duy trì, được gọi là phản ứng tự xúc tác, có thể cho phép chúng ta tập trung tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác. Nguồn: Betül Kaçar
Danh sách thành phần của họ tập hợp công thức bằng cách chỉ ra các điều kiện có khả năng xảy ra nhất — một phiên bản hành tinh của kỹ thuật trộn, nhiệt độ lò nướng và thời gian nướng — tập trung vào việc tìm kiếm sự sống ở những nơi khác trong vũ trụ. Các nhà nghiên cứu cho biết
Từ các thành phần hóa học cơ bản đến các chu trình chuyển hóa và sinh sản tế bào phức tạp, sự sống được xác định không chỉ bằng sự khởi đầu và lặp lại đơn giản.
Betül Kaçar, nhà sinh vật học vũ trụ và giáo sư vi khuẩn học được NASA hỗ trợ tại Đại học Washington, Madison, tin rằng nguồn gốc của sự sống thực sự là một quá trình từ đầu. Nhưng việc “tạo ra thứ gì đó từ con số không” không thể xảy ra chỉ một lần. Sự sống cuối cùng phụ thuộc vào hóa học và các điều kiện tạo ra kiểu phản ứng tự tái tạo."
Các phản ứng hóa học tạo ra các phân tử thúc đẩy cùng một phản ứng xảy ra lặp đi lặp lại, một phản ứng được gọi là phản ứng tự xúc tác. Trong một nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ vào ngày 18, Peng Zhen (phiên âm), một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại phòng thí nghiệm của Cachar và các cộng tác viên của ông đã tổng hợp 270 tổ hợp phân tử, liên quan đến tất cả các nhóm và chuỗi nguyên tử trong bảng tuần hoàn, những tổ hợp phân tử này có
"Loại phản ứng này được cho là rất hiếm", Kaçar nói. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy điều đó không phải vậy. Bạn chỉ cần tìm đúng nơi. "
Các nhà nghiên cứu tập trung vào cái gọi là phản ứng tỷ lệ. Trong những phản ứng này, hai hợp chất chứa cùng một nguyên tố nhưng khác nhau về số electron hoặc trạng thái phản ứng kết hợp với nhau để tạo thành một hợp chất mới trong đó nguyên tố đó ở trạng thái phản ứng ban đầu ở giữa.
Để có khả năng tự xúc tác, kết quả của phản ứng cũng cần cung cấp nguyên liệu ban đầu để phản ứng xảy ra lần nữa, đồng tác giả nghiên cứu Zach Adam, nhà địa chất học tại Đại học Wisconsin-Madison, người nghiên cứu về nguồn gốc sự sống trên Trái đất, vì vậy đầu ra trở thành đầu vào mới tạo ra nhiều bản sao của một số. phân tử liên quan, cung cấp nguyên liệu cho bước tiếp theo trong phản ứng tự xúc tác. "Nếu điều kiện phù hợp, bạn có thể bắt đầu với sản lượng tương đối nhỏ", Adam nói. "Mỗi khi bạn thực hiện một vòng lặp, bạn sẽ thải ra ít nhất một sản phẩm bổ sung, giúp tăng tốc độ phản ứng và khiến phản ứng diễn ra nhanh hơn."Quá trình tự xúc tác giống như một đàn thỏ đang lớn lên. Các cặp thỏ đến với nhau và sinh ra một lứa thỏ mới, sau đó những con thỏ mới lớn lên, tự kết đôi và sinh thêm nhiều con thỏ nữa. Không cần quá nhiều thỏ và sẽ sớm có nhiều hơn.
Tuy nhiên, việc tìm kiếm tai mềm và đuôi có lông trong vũ trụ có thể không phải là một chiến lược thành công. Thay vào đó, Kaçar hy vọng các nhà hóa học sẽ lấy một số ý tưởng từ danh sách công thức của nghiên cứu mới và thử chúng trên những chiếc nồi và chảo của một nhà bếp mô phỏng ngoài hành tinh.
"Chúng ta sẽ không bao giờ biết chính xác điều gì đã xảy ra trên hành tinh này để tạo ra sự sống. Chúng ta không có cỗ máy thời gian," Kaçar nói. “Tuy nhiên, trong ống nghiệm, chúng tôi có thể tạo ra nhiều điều kiện hành tinh khác nhau để hiểu được động lực duy trì sự sống phát triển lần đầu tiên như thế nào.”
Kaçar lãnh đạo một tập đoàn do NASA hậu thuẫn có tên là MUSE, Liên minh Lựa chọn và Sử dụng Kim loại cho Thời đại. Phòng thí nghiệm của cô sẽ tập trung vào các phản ứng liên quan đến các nguyên tố như molypden và sắt, và cô rất hào hứng muốn xem người khác nấu món gì từ những phần kỳ lạ và khác thường nhất của cuốn sách công thức nấu ăn mới.
Carl Sagan nói rằng nếu bạn muốn nướng một chiếc bánh từ đầu, trước tiên bạn phải tạo ra vũ trụ, Kaçar nói. "Tôi nghĩ nếu chúng ta muốn hiểu về vũ trụ, trước tiên chúng ta phải nướng vài chiếc bánh nướng."