میلیاردها سال تکامل سازوکار سلول‌ها را پیچیده کرده است، درون سلول بخش‌های کوچکی موسوم به اندامک وجود دارند که وظایف خاصی را انجام می‌دهند که برای بقا و عملکرد سلول ضروری‌اند. یکی دیگر از بخش‌های ضروری سلول غشایی است که آن را احاطه می‌کند و ساختار پیچیده غشا امکان حیات به شکلی که ما می‌شناسیم را فراهم کرد. اما پیش از تکامل ساختارهای پیچیده غشا، اجزای ساده‌ترین سلول‌های نخستین چگونه به هم پیوسته و کنار هم باقی می‌ماندند؟

به گزارش لایو ساینس، گروهی از پژوهشگران دانشگاه شیکاگو و هیوستون در تحقیقی که در نشریه «پیشرفت‌های علم» (Science Advances) منتشر شده است، این نظریه را مطرح می‌کنند که آب باران نقش مهمی در تثبیت سلول‌های اولیه ایفا کرده و راه را برای تکامل حیات هموار کرده است.

دانشمندان معتقدند اولین اشکال حیات، که پیش‌سلول یا پروتوسل نامیده می‌شوند، از مولکول‌های آلی موجود در زمین به وجود آمدند. به مرور زمان، این پیش‌سلول‌ها توانایی تکثیر و انجام فرایندهای سوخت‌و‌سازی را به دست آوردند. به عقیده دانشمندان، دو گونه متفاوت از پیش‌سلول‌ها‌ــ وزیکول (ریزکیسه) و کواسروات (کومه)‌ــ ممکن است نقش مهمی در مراحل اولیه حیات ایفا کرده باشند.

اما نبود غشا در این گونه‌های پیش‌سلول سبب ترکیب و تبادل سریع مواد می‌شد و تکامل توالی‌های ژنتیکی پایدار و متمایز را دشوار می‌کرد. و بدون تنوع ژنتیکی، هیچ پیش‌سلولی احتمال بقا، تولیدمثل و انتقال ژن‌هایش به نسل‌های آینده را نداشت.

در این پژوهش جدید، محققان دریافتند که قطرات کواسروات در صورتی که در آب یون‌زدوده‌ــ آب فاقد یون‌ها و مواد معدنی محلول‌ــ قرار گیرند، تثبیت می‌شوند و از ترکیب آن‌ها جلوگیری می‌شود.  قطرات کواسروات یون‌های کوچک را به آب منتقل می‌کنند، و پلیمرهای با بار مخالف اطراف آن‌ها به یکدیگر نزدیک می‌شوند و لایه‌ای مشبک ایجاد می‌کنند. این دیوار مشبک مانند غشا عمل می‌کند و مانع ترکیب قطرات کواسروات می‌شود.

با توجه به این یافته‌ها، پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که احتمال دارد آب باران، که منبعی طبیعی از آب بدون یون است، همین کار را در دنیای پیشازیستی انجام داده باشد و پیش‌سلول‌ها را تثبیت و از ترکیب آن‌ها جلوگیری کرده است. بنابراین، شاید باران راه حیات را برای اولین سلول‌ها هموار کرده باشد.

پژوهشگران این تحقیق در پایان افزودند برای پاسخ به پرسش منشاء حیات، شناخت شرایط زمین‌شناسی، شیمیایی و محیطی زمین در حدود ۳.۸ میلیارد سال پیش ضروری است و کشف نحوه آغاز حیات محدود به حوزه زیست‌شناسی نیست و پژوهشگران حوزه‌های گوناگون باید به آن بپردازند.