تعتمد الحياة على الأرض على المركبات العضوية، وتتكون هذه الجزيئات من الكربون وغالباً ما تشتمل على عناصر أخرى مثل الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت، ومع ذلك، فقد تساءل العلماء منذ فترة طويلة عما إذا كانت الحياة الفضائية قد تتطور بناءً على كيمياء مختلفة بشكل كبير، وقد تكهن الباحثين منذ فترة طويلة بأن السيليكون قد يكون أيضًا بمثابة العمود الفقري لعلم الأحياء.
ومن المهم استكشاف هذه الاحتمالات حتى يكون لدينا فكرة عما يمكن أن تبدو عليه جميع أشكال الحياة، وليس فقط الحياة على الأرض"، كما تقول مؤلفة الدراسة الكبيرة بيتول كاشار، عالمة الأحياء الفلكية وعالمة البكتيريا وعالمة الأحياء التطورية في جامعة ويسكونسن ماديسون، بحسب موقع "سبيس" الأمريكى.
ويُعرف نوع التفاعل الكيميائي الذي يعد أساسيًا للحياة على الأرض باسم التحفيز الذاتي، وتعتبر تفاعلات التحفيز الذاتي ذاتية الاستدامة، حيث يمكنها إنتاج جزيئات تشجع على حدوث نفس التفاعل مرة أخرى، وقال كاشار: "أحد الأسباب الرئيسية التي تجعل الباحثين في أصل الحياة يهتمون بالتحفيز الذاتي هو أن التكاثر - وهو سمة أساسية للحياة - هو مثال على التحفيز الذاتي"، "تحفز الحياة تكوين المزيد من الحياة وتنتج خلية واحدة خليتين، يمكن أن تصبح أربعًا وهكذا، ومع تضاعف عدد الخلايا، يتضاعف عدد وتنوع التفاعلات المحتملة وفقًا لذلك."
وركز العلماء على ما يسمى بدورات التناسب، والتي يمكن أن تولد نسخًا متعددة من الجزيء ويمكن استخدام هذه المنتجات كمواد أولية للمساعدة في حدوث هذه الدورات مرة أخرى، مما يؤدي إلى التحفيز الذاتي، وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، تشن بينغ، عالم الأحياء التطوري في جامعة ويسكونسن ماديسون : "يمكن القول إن التناسب فريد من نوعه لأنه تفاعل واحد ينتج مضاعفات من الناتج فهو يشبه إلى حد كبير التكاثر".
وللعثور على ردود الفعل هذه، قام العلماء بتحليل أكثر من قرنين من الوثائق العلمية الرقمية المكتوبة بالعديد من اللغات المختلفة، وباستخدام أدوات البحث والترجمة اللغوية الفعالة، تمكنا من تصميم وإجراء هذا التقييم الأول من نوعه لانتشار دورات التحفيز الذاتي،" كما يقول المؤلف المشارك للدراسة زاك آدم، الجيولوجي في جامعة ويسكونسن ماديسون.
وفى النهاية، اكتشف الباحثون 270 دورة مختلفة من تفاعلات التحفيز الذاتي، و يقول كاشار: "قد لا يكون التحفيز الذاتي نادرًا جدًا، ولكنه قد يكون سمة عامة للعديد من البيئات المختلفة، حتى تلك التي تختلف حقًا عن الأرض".
ومعظم الدورات الـ 270 لم تستخدم مركبات عضوية، بعضها يتمحور حول عناصر غائبة أو نادرة للغاية في الحياة على الأرض ، مثل الزئبق، أو معدن الثوريوم المشع، ومن المحتمل أن يحدث عدد من الدورات فقط في ظل درجات حرارة أو ضغوط مرتفعة أو منخفضة للغاية.
حتى أن الباحثين اكتشفوا أربع دورات تحفيز ذاتي تتضمن غازات نبيلة، والتي نادرًا ما تتفاعل كيميائيًا مع العناصر الأخرى. وقال بنغ إنه إذا كان من الممكن حتى لغاز خامل نسبيًا مثل الزينون أن يشارك في التحفيز الذاتي، "فهناك سبب وجيه للاعتقاد بأن التحفيز الذاتي يحدث بسهولة أكبر في عناصر أخرى".
وكانت ثماني دورات فقط من هذه الدورات معقدة نسبيًا وتتكون من أربعة تفاعلات أو أكثر. وكانت معظم الدورات الـ 270 بسيطة، وتتكون كل منها من تفاعلين فقط، وقال كاشار في بيان : "كان يُعتقد أن هذا النوع من ردود الفعل نادر جدًا" . "نحن نظهر أن هذا الأمر ليس نادرًا في الواقع ما عليك سوى البحث في المكان الصحيح."
ولاحظ الباحثون أنه من الممكن الجمع بين دورات متعددة معًا، حتى عندما تكون مختلفة تمامًا عن بعضها البعض. يمكن أن يؤدي هذا إلى تفاعلات كيميائية ذاتية الاستدامة تولد مجموعة متنوعة من الجزيئات لإنتاج قدر كبير من التعقيد.
