과학자들이 이끄는 연구팀은 잠재적으로 생명체를 낳을 수 있는 수백 가지 요리법이 포함된 요리책을 편집하기 위해 화학적 조합의 한계를 이용했습니다. 먼 행성의 생명체는 존재한다면 지구 생명체와 완전히 다를 수 있습니다. 그러나 우주의 창고에는 화학 성분이 너무 많고, 그것을 혼합하는 방법도 너무 많습니다. 위스콘신대학교 매디슨 캠퍼스의 과학자들이 이끄는 연구팀은 이러한 제약을 이용하여 잠재적으로 생명을 탄생시킬 수 있는 수백 가지의 화학 조리법이 담긴 요리책을 편집했습니다.
생명에는 화학반응의 반복이 필요합니다. 자동 촉매 반응이라고 불리는 자립 반복에 필요한 반응 유형과 조건을 설명하면 다른 행성에서 생명체를 찾는 데 집중할 수 있습니다. 출처: Betül Kaçar
그들의 성분 목록은 우주의 다른 곳에서 생명체를 찾는 데 초점을 맞추는 행성 버전의 혼합 기술, 오븐 온도 및 베이킹 시간과 같은 가장 가능성 있는 조건을 지적하여 레시피를 정리했습니다.
기본적인 화학 성분부터 세포 대사와 재생산의 복잡한 주기에 이르기까지 생명은 단순한 시작이 아니라 반복으로 정의된다고 연구자들은 말합니다.
NASA의 지원을 받는 우주생물학자이자 매디슨 워싱턴 대학교의 세균학 교수인 Betül Kaçar는 생명의 기원은 실제로 처음부터 시작되는 과정이라고 믿습니다. 하지만 '무에서 유를 창조하는 것'은 단 한 번만 일어날 수는 없습니다. 생명은 궁극적으로 자기 복제 반응 패턴을 생성하는 화학 및 조건에 달려 있습니다."
동일한 반응이 반복적으로 발생하도록 하는 분자를 생성하는 화학 반응을 자가촉매 반응이라고 합니다. 9월 18일 미국 화학 학회지(Journal of the American Chemical Society)에 발표된 새로운 연구에서 Cachar 연구실의 박사후 연구원인 Zhen Peng과 공동 연구자들은 지속적인 자가 촉매 작용의 가능성이 있는 주기율표의 모든 그룹과 계열의 원자와 관련된 270개의 분자 조합을 수집했습니다.
"이러한 유형의 반응은 매우 드물다고 생각됩니다"라고 Kaçar는 말했습니다. "우리 연구에 따르면 이러한 반응은 실제로 드문 일이 아닙니다. 올바른 곳을 살펴보기만 하면 됩니다."
연구진의 연구는 소위 비례 반응에 중점을 두었습니다. 이러한 반응에서는 동일한 원소를 포함하지만 전자 수나 반응 상태가 다른 두 화합물이 결합하여 초기 반응 상태의 중간에 있는 원소와 함께 새로운 화합물을 형성합니다.
자가촉매가 되려면 반응의 결과가 반응이 다시 일어나도록 하는 출발 물질을 제공해야 하므로 결과가 새로운 입력이 된다고 위스콘신 매디슨 대학교 지구과학자인 Zach Adam이 말했습니다. 비율 반응은 일부 관련 분자의 여러 복사본을 생성하여 자가촉매 반응의 다음 단계를 위한 재료를 제공합니다.
"조건이 맞다면 상대적으로 적은 양의 생산량으로 시작할 수 있습니다"라고 Adam은 말했습니다. "루프를 할 때마다 적어도 하나의 추가 출력이 생성되어 반응 속도가 빨라지고 더 빠르게 발생합니다."
자가촉매작용은 성장하는 토끼 떼와 같습니다. 한 쌍의 토끼가 모여서 한 배의 새로운 토끼를 낳고, 그 후 새로운 토끼가 자라서 스스로 짝을 이루어 더 많은 토끼를 낳습니다. 너무 많은 토끼가 필요하지 않으며 곧 더 많아질 것입니다.
그러나 늘어진 귀와 털복숭이 꼬리를 찾기 위해 우주를 탐색하는 것은 승리 전략이 아닐 수도 있습니다. 대신 Kaçar는 화학자들이 새로운 연구의 레시피 목록에서 몇 가지 아이디어를 가져와 시뮬레이션된 외계인 주방의 냄비와 프라이팬에 시험해 보기를 바라고 있습니다.
"우리는 이 행성에서 생명이 탄생하기 위해 무슨 일이 일어났는지 정확히 알 수 없습니다. 우리에게는 타임머신이 없습니다"라고 Kaçar는 말했습니다. "그러나 시험관에서 우리는 생명을 유지하는 힘이 어떻게 처음 진화했는지 이해하기 위해 다양한 행성 조건을 만들 수 있습니다."
Kaçar는 NASA가 지원하는 MUSE(미래 동맹을 위한 금속 활용 및 옵션)라는 컨소시엄을 이끌고 있습니다. 그녀의 연구실은 몰리브덴과 철과 같은 원소와 관련된 반응에 초점을 맞출 예정이며, 그녀는 새로운 요리법 책의 가장 이상하고 특이한 부분에서 다른 사람들이 무엇을 요리하는지 보고 싶어합니다.
칼 세이건은 파이를 처음부터 굽고 싶다면 먼저 우주를 만들어야 한다고 말했습니다. "우주를 이해하려면 먼저 파이를 구워야 할 것 같아요."