धरती पर जीवन की उत्पत्ति: एक नहीं, दो बार हुई शुरुआत?

वैज्ञानिकों का मानना है कि पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत लगभग 4 अरब साल पहले एक ही सामान्य पूर्वज (LUCA) से हुई थी। लेकिन Science Advances जर्नल में प्रकाशित एक नए अध्ययन ने इस पारंपरिक धारणा को चुनौती दी है। हेनरिक हेन यूनिवर्सिटी डसेलडोर्फ के शोधकर्ताओं के नेतृत्व में किए गए इस अध्ययन का निष्कर्ष चौंकाने वाला है: जीवन पृथ्वी पर एक बार नहीं, बल्कि शायद दो बार उत्पन्न हुआ।

दो स्वतंत्र शुरुआतें, एक तना नहीं

शोधकर्ताओं ने जीवन के लिए आवश्यक 420 कोर मेटाबोलिक रिएक्शन (चयापचय प्रतिक्रियाओं) का विश्लेषण किया। उन्होंने पाया कि इन प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम बैक्टीरिया और आर्किया (जीवन की दो मुख्य श्रेणियां) में संरक्षित नहीं हैं। इसका मतलब है कि बैक्टीरिया और आर्किया के पूर्वजों ने समान आवश्यक चयापचय प्रतिक्रियाओं को करने के लिए स्वतंत्र रूप से संरचनात्मक रूप से भिन्न एंजाइम विकसित किए। अध्ययन के वरिष्ठ लेखक विलियम मार्टिन ने कहा, "नए डेटा केवल एक ही निष्कर्ष छोड़ते हैं... हम आनुवंशिक कोड की एक उत्पत्ति देख रहे हैं, लेकिन जीवन की दो उत्पत्तियां।"

LUCA: निर्जीव से जीवित होने का सेतु

इस अध्ययन ने LUCA (अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज) की परिभाषा को बदल दिया है। अब LUCA को एक पूर्व-कोशिकीय इकाई के रूप में देखा जा रहा है, न कि एक स्वतंत्र-जीवित कोशिका के रूप में। अध्ययन के अनुसार, LUCA के पास केवल आधे (420 में से) चयापचय प्रतिक्रियाओं के लिए एंजाइम थे। बाकी आधी प्रतिक्रियाएं हाइड्रोथर्मल वेंट (गहरे समुद्र में गर्म पानी के झरने) में स्वाभाविक रूप से मौजूद धातुओं जैसे आयरन, निकल और कोबाल्ट द्वारा उत्प्रेरित की जाती थीं। टीम ने प्रारंभिक उत्प्रेरण के चार चरणों का पुनर्निर्माण किया: (1) केवल-धातु, (2) LUCA में एक धातु-एंजाइम संकर, और फिर (3) बैक्टीरिया और (4) आर्किया पूर्वजों की ओर अपसारी विकास।

ATP से पहले, फॉस्फाइट और पैलेडियम थे ऊर्जा के स्रोत

आधुनिक कोशिकाएं अपनी ऊर्जा मुद्रा के रूप में ATP का उपयोग करती हैं। लेकिन ATP एक जटिल अणु है जिसे बनाने के लिए एंजाइम की आवश्यकता होती है। अध्ययन ने एक प्रीबायोटिक विकल्प की पहचान की: फॉस्फाइट (HPO₃²⁻), फॉस्फोरस का एक कम रूप जो हाइड्रोथर्मल वेंट में पाया जाता है। जब यह देशी पैलेडियम (एक धातु उत्प्रेरक जो इन वेंटों में जमा होता है) की उपस्थिति में कार्बनिक यौगिकों के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो यह पानी में रासायनिक प्रतिक्रियाओं (फॉस्फोरिलीकरण) को चलाता है, जो प्रभावी रूप से ATP और एंजाइमों की जगह लेता है। सह-लेखक मैनन श्लिकर ने कहा, "फॉस्फाइट और पैलेडियम ATP और एंजाइमों की जगह लेते हैं; यह अद्भुत है, और यह प्रारंभिक विकास को समझना बहुत आसान बनाता है।"

जीवन के वृक्ष का पुनर्निर्धारण

यह खोज जीवन के पारंपरिक वृक्ष को पूरी तरह से बदल देती है, जहां LUCA को एक एकल तना माना जाता था। नया मॉडल दो अलग-अलग तनों (बैक्टीरिया और आर्किया) का सुझाव देता है, जो तकनीकी रूप से जीवित होने से पहले ही अपनी जड़ों में विभाजित हो गए।