Σφαίρες από πλάσμα που φαίνεται να έχουν ένα νέο τύπο ζωής

Από το περιοδικό New Scientist, 17 Σεπτεμβρίου 2003

Οι φυσικοί έχουν δημιουργήσει  σφαίρες από αέριο πλάσμα, οι οποίες μπορούν να αναπτύσσονται, να αναπαράγονται και να επικοινωνούν, ικανοποιώντας έτσι τις πιο πολλές από τις παραδοσιακές απαιτήσεις για τα ζώντα κύτταρα. 

Χωρίς να έχουν κληρονομικές δυνατότητες, δεν ανήκουν βέβαια στους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά οι ερευνητές πιστεύουν ότι αυτές οι περίεργες σφαίρες μπορεί να προσφέρουν μια ριζοσπαστική νέα εξήγηση για το πως ξεκίνησε η ζωή. 

Οι περισσότεροι βιολόγοι πιστεύουν ότι τα ζωντανά κύτταρα εξελίχθηκαν σε μια περίπλοκη και μακρά εξελικτική πορεία χημικών ενώσεων που διάρκεσε εκατομμύρια χρόνια. Άρχισε με απλά μόρια συνεχίστηκε με αμινοξέα, απλές πρωτεΐνες και τελικά σχηματίστηκαν οργανωμένες ζωντανές δομές. Αν όμως ο  Mircea Sanduloviciu και οι συνεργάτες του στο πανεπιστήμιο Cuza στη Ρουμανία έχουν δίκιο, η θεωρία αυτή ίσως να πρέπει να αναθεωρηθεί. Ισχυρίζονται ότι η αυτοοργάνωση, όπως των κυττάρων, μπορεί να συμβεί μέσα σε μικροδευτερόλεπτα. 

Οι ερευνητές μελέτησαν περιβαλλοντικές συνθήκες όμοιες μ' αυτές που επικρατούσαν στη Γη πριν αρχίσει η ζωή, όταν ο πλανήτης ήταν τυλιγμένος μέσα σε ηλεκτρικές καταιγίδες οι οποίες δημιουργούσαν στην ατμόσφαιρα ιονισμένα αέρα που λέγονται πλάσμα. Έβαλαν 2 ηλεκτρόδια μέσα σε ένα θάλαμο που περιείχε πλάσμα αργού σε χαμηλή θερμοκρασία, - ένα αέριο στο οποίο μερικά από τα άτομα έχουν χάσει ηλεκτρόνια και έχουν απομείνει τα ιόντα. Εφάρμοσαν μια υψηλή τάση στα ηλεκτρόδια ώστε να παραχθεί ένας ηλεκτρικός σπινθήρας ανάμεσα στα ηλεκτρόδια, σαν ένας μίνι κεραυνός. 

Ο Sanduloviciu λέει ότι ο ηλεκτρικός σπινθήρας προκάλεσε μια υψηλή συγκέντρωση ιόντων και ηλεκτρονίων κοντά στο θετικό ηλεκτρόδιο, και σχηματίστηκαν αυθόρμητα σφαιρικές μορφές. Βλέπε περιοδικό (Chaos, Solitons & Fractals, τόμος 18, σελ. 335). Κάθε σφαίρα είχε ένα όριο αποτελούμενο από 2 στρώματα - ένα εξωτερικό από αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, και ένα εσωτερικό από θετικά ιόντα. Παγιδευμένος εντός αυτού του ορίου ήταν ένας εσωτερικός πυρήνας από άτομα του αερίου. Το ποσόν της ενέργειας στον αρχικό σπινθήρα ρύθμιζε το μέγεθος και τη διάρκεια ζωής των σφαιρών. Ο Sanduloviciu ανέπτυξε σφαίρες με διάμετρο από μερικά μικρόμετρα έως 3 εκατοστόμετρα. 

Ένα διακριτό οριακό στρώμα που περιορίζει και διαχωρίζει ένα αντικείμενο από το περιβάλλον του είναι ένα από τα 4 κύρια κριτήρια που χρησιμοποιούμε για να ορίσουμε γενικά τα ζωντανά κύτταρα. Ο Sanduloviciu προσπάθησε να βρει αν ικανοποιούνταν και τα άλλα κριτήρια: η ικανότητα αναπαραγωγής, η ικανότητα μετάδοσης πληροφορίας, και η ικανότητα μεταβολισμού και ανάπτυξης. 

Βρήκε ότι οι σφαίρες μπορούσαν να αναπαραχθούν χωριζόμενες σε δύο μέρη. Κάτω από κατάλληλες συνθήκες μεγάλωναν επίσης, προσλαμβάνοντας ουδέτερα άτομα αργού και διαχωρίζοντάς τα σε ιόντα και ηλεκτρόνια εφοδιάζοντας μ' αυτά τα οριακά τους στρώματα. Τέλος μπορούσαν να μεταδώσουν πληροφορίες με εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, αναγκάζοντας τα άτομα μέσα σε άλλες σφαίρες να ταλαντώνονται σε συγκεκριμένη συχνότητα. 

Τα σφαιρικά αυτά μορφώματα δεν είναι τα μοναδικά αυτοοργανούμενα συστήματα που ικανοποιούν όλες αυτές τις απαιτήσεις. Αλλά είναι τα πρώτα "αέρια κύτταρα". Ο Sanduloviciu σκέπτεται ακόμη ότι θα μπορούσαν να είναι τα πρώτα κύτταρα πάνω στη Γη που προέκυψαν από ηλεκτρικές καταιγίδες. "Η εμφάνιση τέτοιων σφαιρών μοιάζει σαν προαπαιτούμενο για τη βιοχημική εξέλιξη" λέει ο ίδιος. 

"Η άποψη αυτή επεκτείνει τα όρια του πιθανού" λέει ο Γρηγόρης Νίκολης, του Πανεπιστημίου των Βρυξελλών. Πιο συγκεκριμένα, αυτός αμφιβάλλει αν τα βιομόρια όπως το DNA, μπορούν να εμφανιστούν στη θερμοκρασία στην οποία εμφανίζονται οι σφαίρες από πλάσμα. Ο Sanduloviciu όμως επιμένει ότι αν και οι σφαίρες απαιτούν υψηλή θερμοκρασία για να σχηματιστούν, μπορούν να επιζήσουν και σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. "Αυτό θα μπορούσε να είναι το είδος του περιβάλλοντος στο οποίο συμβαίνουν οι συνηθισμένες βιοχημικές αλληλεπιδράσεις." 

Αλλά οι πιο ενδιαφέρουσες συνέπειες της δουλειάς του Sanduloviciu, είναι ίσως για τη ζωή σε άλλους πλανήτες. "Οι σφαίρες που μοιάζουν με κύτταρα θα μπορούσαν να είναι οι αρχικές μορφές άλλων τύπων ζωής, που δεν έχουμε ακόμα σκεφτεί," λέει ο Sanduloviciu. Πράγμα που σημαίνει ότι η έρευνα για εξωγήινη ζωή ίσως χρειάζεται μια δραστική αναθεώρηση. Θα μπορούσε να υπάρχει ζωή εκεί έξω, αλλά όχι όπως τη γνωρίζουμε

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
50 χρόνια από τη δημιουργία της αρχέγονης σούπας της ζωής - Τα αμινοξέα δημιουργούνται στο εργαστήριο
Ενδιαφέρουσες ιστοσελίδες
'Digital organisms' illuminate evolution
Physics, Cuza University
Chaos, Solitons & Fractals
Applied Sciences, University of Brussels