منشا زندگی، قسمت دوم : پروتوسل‌ها

تمامی موجودات بایستی قادر به انجام تولید مثل و پردازش انرژی (متابولیسم) باشند. ادامه حیات بدون این دو عملکرد ممکن نیست.

مولکول‌های DNA حامل اطلاعات ژنتیکی هستند، که شامل دستورالعمل‌های لازم برای همانندسازی دقیق خودشان، در طی همانندسازی، است. اما همانندسازی DNA به یک ماشین آنزیمی ماهر و در کنار آن به یک منبع غنی از واحدهای ساختمانی نوکلئوتیدی نیاز دارد که از طریق متابولیسم سلول فراهم می‌شود. این امر پیشنهاد می‌کند که احتمالاَ در پروتوسل‌های ابتدایی، مولکول‌های خودهمانندساز و یک منبع متابولیسمی از واحدهای ساختمانی، با یکدیگر ظهور پیدا کرده‌اند. چگونه چنین اتفاقی افتاد؟

احتمالا این شرایط مورد نیاز در وزیکول‌ها فراهم شده است. وزیکول‌ها اجزای پر از مایعی هستند که توسط ساختاری شبه غشایی احاطه شده بودند.

آزمایش‌های اخیر نشان می‌دهند که وزیکول‌های تولیدشده به روش غیر زیستی می‌توانند بعضی از ویژگی‌های مرتبط با حیات را نشان دهند، که شامل متابولیسم و تولید مثل ساده، و نیز حفظ تفاوت محیط شیمیایی داخلی با محیط شیمیایی اطراف است.

به عنوان مثال، هنگامی که لیپید‌ها یا دیگر مولکول‌های آلی به آب افزوده می‌شوند، وزیکول‌ها می‌توانند به طور خودبخودی تشکیل شوند.در این زمان، مولکول‌های آب‌گریز در این مخلوط به صورت دولایه سازمان می‌یابند که شبیه به دولایه لیپیدی غشای پلاسمایی سلول‌های امروزی است.

افزودن موادی مانند مونتموریلونیت (خاک رس معدنی نرمی که از طریق باد دادن خاکس‌تر آتش فشانی به دست می‌آید)، سرعت خودگردایش گر وزیکول‌ها را بسیار افزایش می‌دهد.

این خاک رس که تصور می‌شود بر روی زمین اولیه وجود داشته است، سطحی را فراهم می‌آورد که مولکول‌های آلی بر روی آن تجمع یافته و احتمال واکنش مولکول‌ها با یکدیگر و تشکیل وزیکول‌ها را افزایش می‌دهد.

وزیکول‌های تولید شده به روش غیرزیستی می‌توانند به خودی خود «تولیدمثل» کنند. و می‌توانند بدون رقیق شدن محتوایشان بزرگ شوند («رشد کنند») وزیکول‌ها همچنین قادر به جذب ذرات مونتموریلونیت، از جمله ذرات پوشیده شده با RNA و دیگر مولکول‌های آلی، هستند.

در ‌‌نهایت، آزمایش‌ها نشان داده‌اند که برخی وزیکول‌های دولایه، نفوذپذیری انتخابی دارند و قادرند با استفاده از مواد خارجی، واکنش‌های متابولیکی را انجام دهند که پیش نیاز مهم دیگری برای شکل گیری حیات است.