ฮาร์วาร์ดพบหลักฐานใหม่ ต้นกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลกอาจเกิดจากฟ้าผ่า

นักวิทยาศาสตร์พยายามค้นหามาตลอดว่าจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตยุคแรกเป็นอย่างไร หลายคนเชื่อว่าอาจจะเกิดจากดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางพุ่งชนโลก ซึ่งอาจจะนำสารอินทรีย์ที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตมายังโลก แต่ล่าสุดทีมนักเคมีจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด สหรัฐอเมริกา ได้พบหลักฐานใหม่ที่อาจบ่งชี้ได้ว่าปรากฏการณ์ธรรมชาติอย่าง “ฟ้าผ่า” จากเมฆลงมาสู่พื้นดินบนโลกอาจช่วยสร้างองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตบางส่วนได้

การวิจัยนี้ตีพิมพ์ในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences ฉบับวันที่ 29 กรกฎาคม 2024 ซึ่งแสดงรายละเอียดการทดลองในห้องปฏิบัติการของนักวิทยาศาสตร์ โดยได้จำลองสภาพแวดล้อมบนโลกยุคแรก รวมถึงจำลองฟ้าผ่าผ่านอากาศ น้ำ และพื้นดิน ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุม จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจสอบผลกระทบที่ตามมาจากการถูกฟ้าผ่า 

ทีมวิจัยค้นพบว่าหลังจากถูกฟ้าผ่า คาร์บอนและไนโตรเจนเปลี่ยนรูปเป็นโมเลกุลที่อาจเป็นส่วนหนึ่งของการสร้างองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตในยุคแรก ๆ เช่น คาร์บอนถูกแปลงเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และกรดฟอร์มิก ในขณะที่ไนโตรเจนถูกแปลงเป็นไนไตรต์ ไนเตรต และแอมโมเนียม

จากนั้นนักวิจัยได้เพิ่มแร่ธาตุที่พบในหินบนโลกยุคแรกเข้าไปในสภาพแวดล้อมจำลอง แล้วจำลองฟ้าผ่าซ้ำก่อนวิเคราะห์ผลการทดลอง โดยพบว่าแร่ธาตุซัลไฟด์ก่อตัวขึ้น คล้ายกับที่มักพบใกล้ภูเขาไฟระเบิด รวมถึงยังพบว่าปริมาณแอมโมเนียเพิ่มขึ้นด้วย ซึ่งแอมโมเนียเป็นสารที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างมากเนื่องจากมีบทบาทในการสร้างกรดอะมิโนและสารประกอบอินทรีย์อื่น ๆ

ดังนั้นการค้นพบนี้ จึงชี้ว่าการที่ฟ้าผ่าจากเมฆลงมาสู่พื้นดินบนโลกในยุคแรกเริ่ม มีแนวโน้มที่จะสร้างองค์ประกอบสำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลกมากกว่ากลไกที่พิจารณากันก่อนหน้านี้ อย่างการชนของดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย

ทั้งนี้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกเริ่มต้นขึ้นเมื่อประมาณ 3,700 ล้านปีที่แล้ว แต่กลไกระดับโมเลกุล ที่ค่อย ๆ ก่อร่างสร้างชีวิตยังเป็นเรื่องที่ยังไม่มีหลักฐานแน่ชัด แต่ทฤษฎีที่โดดเด่นคือทฤษฎีซุปดั้งเดิม (Primordial Soup Theory) เสนอว่าหากเติมพลังงานให้กับก๊าซในบรรยากาศโลกยุคแรกเริ่ม ส่วนประกอบสำคัญอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตก็จะเกิดขึ้น อีกทฤษฎีคือสมมติฐานโลก RNA (RNA World Hypothesis) เสนอว่าชีวิตบนโลกเริ่มต้นจากโมเลกุล RNA ธรรมดา ๆ ที่สามารถจำลองตัวเองได้ สามารถเก็บข้อมูลพันธุกรรมและทำหน้าที่เป็นเอนไซม์ในการเร่งปฏิกิริยาเคมี RNA จึงอาจเป็นสารพันธุกรรมแรกเริ่มก่อนที่จะมีการพัฒนาเป็นระบบ DNA-RNA-โปรตีนที่ซับซ้อนในปัจจุบัน

ทั้ง 2 ทฤษฎีข้างต้นนี้พยายามค้นหาจุดกำเนิดของชีวิตโดยมุ่งเน้นไปที่โมเลกุลที่เฉพาะเจาะจง ปัญหาของทฤษฎีทั้ง 2 คือ ต้องมีพัฒนาการเป็นลำดับเส้นที่ชัดเจน โดยเมื่อโมเลกุลหนึ่งก่อตัวขึ้น โมเลกุลต่อไปจึงจะก่อตัวต่อเป็นลำดับขั้น ซึ่งความท้าทายคือเป็นเรื่องยากที่จะชี้ว่าโมเลกุลใดเกิดก่อน เนื่องจากโลกในยุคแรกเริ่มมีแนวโน้มว่าจะมีสารเคมีหลายชนิดและมีความซับซ้อน ทำให้ยากต่อการติดตามเส้นทางการก่อเกิดชีวิตที่เป็นเส้นตรงเพียงเส้นเดียว นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตในปัจจุบันมีความซับซ้อน จึงไม่น่าจะเกิดขึ้นจากโมเลกุลที่ซับซ้อนเพียงไม่กี่โมเลกุล แต่มีความเป็นไปได้มากกว่าที่โมเลกุลที่เรียบง่ายหลาย ๆ ชนิด จะมีปฏิกิริยาต่อกันในหลาย ๆ ด้าน จนค่อย ๆ สร้างสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนขึ้น

การศึกษาใหม่ของนักวิจัยจากฮาร์วาร์ดครั้งนี้จึงช่วยเพิ่มข้อมูลสำคัญ โดยเน้นบทบาทที่เป็นไปได้ ที่สายฟ้าจะช่วยเพิ่มองค์ประกอบทางเคมีให้กับสิ่งมีชีวิตแรกเริ่มและค่อย ๆ ก่อเกิดเป็นสิ่งมีชีวิต

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, PNAS

ที่มารูปภาพ Pexels