אם אלה החיים

בתחום הביולוגיה, אורגני היא מילה כמעט מילה נרדפת לפוטנציאל של חיים. צמחים, חיות ובני אדם - וחומרים שהיו פעם צמחים, חיות ובני אדם - הם אורגניים. ישנם חומרים אורגניים שאינם חיים, אך עד היום עוד לא נמצא חומר חי שאיננו אורגני. קבוצת חוקרים מאוניברסיטת גלאזגו בסקוטלנד, מנסה לשנות את האקסיומה הזו.

מה זה בעצם אורגני? מולקולה אורגנית היא בדרך כלל מולקולה מורכבת שמכילה פחמן. האורגניות הוגדרה בדרך הפוכה: חומרים אורגניים הם כאלה שהגיעו מן החי והצומח. רק בהמשך הסתבר שהנוכחות של פחמן משותפת לכולם.

החוקרים, בראשות לי קרונין, מבית הספר למדע והנדסה באוניברסיטת גלאזגו, שואפים להראות שניתן ליצור חומרים העונים להגדרה של חיים, ללא שימוש בפחמן.

"אנחנו מעוניינים להפיק תאים שמתרבים בעצמם, עוברים אבולוציה ולמעשה יהיו חיים", הם אומרים. "נבנה אותם כפי שבנויים התאים החיים - עם ממברנות חיצוניות ששולטות במעבר של חומרים ואנרגיה פנימה והחוצה - בדיוק כמו תא ביולוגי".

האתגר שלקחו על עצמם החוקרים הוא שאפתני. עד היום, המדע התקשה ליצור מאפס תאים שיענו על ההגדרה של "חיים" גם מחומרים אורגניים. אלא שחלק מהחומרים האנאורגניים פשוטים יותר לשליטה ואולי המשימה כאן תהיה קלה יותר.

הצלחה במשימה תאתגר את הגבולות שלנו בנוגע לשאלות כגון מהם החיים, כיצד הם מתפתחים ומהם גבולותיהם. בנוסף, עשויות להיות לכך השלכות שימושיות.

אם המשימה תצליח, ונוכל לעקוב אחרי התפתחות "חיים" שאינם דומים לאלה המוכרים לנו, ייתכן שהדבר יקל עלינו במשימה של חיפוש חיים אינטליגנטים אחרים בעולמות סביבנו.

עד היום, חיפשה האנושות סימני מים או פחמן כדי לזהות חיים בעולמות אחרים. אם נצא מאזור הנוחות - שעוסק בהגדרת החיים כמבוססי מימן ופחמן - אולי נדע מה לחפש ונמצא את החיים קרוב יותר מכפי שחשבנו.

ביסלי גריל חשמלי

המחקר של הקבוצה הסקוטית נמצא בחיתוליו, אך ב-2007 עשתה קבוצה של חוקרים, בהובלת פרופ' ו. נ. ציטוביץ' מהמכון הכללי לפיזיקה באקדמיה למדעים במוסקבה, את הצעד המעשי הראשון בכיוון.

החוקרים בחנו כיצד מתנהג אבק של חומרים אנאורגניים בתוך פלאזמה (חומר שחלק מהמולקולות שלו טעונות חשמלית). הם מצאו כי החלקיקים בפלאזמה עוברים תהליך של ארגון כאשר המטענים החשמליים בחומר משתנים. התוצאה היא מבנים, שמזכירים ביסלי גריל, שטעונים חשמלית.

בשלב הזה המבנים מתחילים להציג התנהגויות שדומות באופן חשוד לחיים: הם מתפצלים וכל חצי מכפיל את עצמו ליצירת שני עותקים של המבנה המקורי, הם משפיעים על מבנים שכנים ויוצרים בהם שינויים, הם אפילו עוברים אבולוציה כלשהיא - המבנים הכי יציבים בפלאזמה שורדים בעוד הלא-יציבים מתפרקים עד שהחומר מאופיין בחלקיקים יציבים בשיעורים גבוהים.

האם החלקיקים הללו חיים? "הם עונים על ההגדרות העיקריות של החי", אומר ציטוביץ'. האם המדע באמת הצליח להגדיר את החיים, בצורה שגם הולמת את התפיסה שלנו אותם באופן אינטואיטיבי? השאלה הזו עדיין פתוחה.

איפה הכול התחיל?

הרעיון של חיים אנאורגניים, מעלה את האפשרות כי אלה קדמו לחיים אורגניים גם על גבי כדור הארץ שלנו. תיאוריה מתחרה טוענת כי החיים לא התחילו בכדור הארץ, אלא התפתחו במקום אחר ויובאו לכאן. לא מדובר בניסוי של חייזר אכזרי ששתל כאן חיים, אלא בסיפור הרבה יותר פשוט: כוכבי שביט הביאו לכדור הארץ חומרים אורגניים שרק התחילו להתפתח, והשלמת ההתפתחות התרחשה בכדור הארץ.

חוקרים מאוניברסיטת קרדיף בבריטניה ניתחו מידע שהגיע מבדיקה של כוכבי שביט ואסטרואידים. הם מצאו שם סימנים לקיום חומרים אורגניים. בין היתר נמצאו מולקולות פחמן ומימן מורכבות, בדיוק סוג החומרים שמאפיינים יצורים חיים.

"על גבי כוכבי השביט הללו, היו למולקולות הראשונות של החיים שנים ארוכות מאוד להתפתח", אומרים החוקרים. "למעשה, אם משווים את התנאים, הרבה יותר הגיוני שהם התפתחו מחוץ לכדור הארץ, מאשר על גבי הכדור".