האם החיים על פני כדור הארץ הם תוצאה של צירוף מקרים נדיר או תולדה בלתי נמנעת של חוקי הכימיה והפיזיקה? […]
1
תאונה כימית נדירה או כורח קוסמי?
היא בגדל טבעי, וטבעית כִּפְלַיִם!1
— לואיס קרול, מבעד לראי ומה אליס מצאה שם
בחיי היומיום אנו רגילים לעובדה שהכיוון של "חץ הזמן" הפסיכולוגי מאפשר לנו לבחון, ללמוד ולזכור מאורעות מהעבר, ולהרהר בהם. באותה המידה אנו מודעים לעובדה שאיננו יכולים לזכור את העתיד. לכל היותר יש ביכולתנו לחזות ולשער מה הוא יהיה, או לדמיין את העתיד בעיני רוחנו. כפי שכתב המשורר ג'ובראן ח'ליל ג'ובראן באופן מלא הבעה, "כי החיים פניהם קדימה לא אחור, והם לא יתרפקו על האתמול".2
בצורה פרדוקסלית במקצת, בכל הנוגע לתופעה של החיים הביולוגיים על פני הכדור הארץ, אנו בטוחים למדי באיזה אופן הטבע יסיים אותם בסופו של דבר, בעתיד הרחוק, אך איננו יודעים כיצד בדיוק הם החלו. הסיום הטבעי (שלא נגרם כתוצאה מפעולות של הרס עצמי בידי המינים הדומיננטיים כעת) של החיים כפי שאנו מכירים אותם, יוכתב בידי תהליכים אסטרופיזיים ואטמוספריים מובנים היטב וצפויים (אלא אם כן מאורעות קוסמיים שאינם ניתנים לחיזוי, כגון פגיעת אסטרואיד או התפרצות סמוכה של קרני גמא, יביאו לסופם קודם זמנם).
ידוע לנו, למשל, כי בעוד חמישה מיליארד שנה לערך, כשהשמש תתפשט במידה רבה מאוד ותהפוך להיות כוכב ענק אדום, כדור הארץ ייחרך, והוא עלול אפילו להיבלע באמצעות המעטפת המתפשטת של השמש. החיים הרב־תאיים המורכבים ייכחדו מוקדם הרבה יותר, כמיליארד שנה קודם לכן, כאשר הביוספרה של כדור הארץ תצטמצם במידה מסוכנת בשל העלייה בטמפרטורה המיוחסת לשלבים האחרונים באבולוציה של השמש.
מצד שני, מוצא החיים עדיין אפוף מסתורין. אמנם הושגה התקדמות עצומה בהבנת אבני הבניין של הביולוגיה, אך עדיין איננו יודעים מה בדיוק היה הדבר שגרם לחיים להופיע ספונטנית, או כיצד החלו לפתע להתקיים התאים הראשונים. כפי שאמר הכימאי האנגלי ג'ון סאת'רלנד, כל שניתן לומר על הנקודה החשובה בזמן שבה הכימיה הולידה את הביולוגיה הוא שהחיים הופיעו "כרעם ביום בהיר" (out of the blue). בשנינותו, סאת'רלנד התייחס גם לצבע כחול המקושר לציאניד, אשר כפי שעוד נראה, מילא תפקיד מכריע במוצא החיים.
שאלה נוספת שסקרנה את בני האדם לפחות מימי הפִּיתָגוֹרָאִים ביוון העתיקה, קשורה קשר הדוק לתצרף של מוצא החיים: האם אנו לבד ביקום? או בהתגלמותה המודרנית יותר, המעשית מעט יותר: האם הגלקסיה שלנו מלאה בחיים, כפי שיצירות מדע בדיוני רבות גורמות לנו להאמין? במילים אחרות, היינו רוצים לדעת האם האנושות עומדת, סוף כל סוף, לסיים את הבדידות של שהותה הארעית בשביל החלב.
אף כי אחד מאיתנו הוא אסטרופיזיקאי והאחר כימאי־ביולוג, נראה ששנינו הוקסמנו מהחידות הקוסמיות הללו לאורך כל הקריירות המדעיות שלנו. השאלות הללו סקרנו אותנו בהחלט, אבל במשך זמן ארוך למדי לא יכולנו אלא להשתאות, מפני שעד לאחרונה השאלות הללו נחשבו לקשות ולבלתי ניתנות לפתרון בימי חיינו, ואולי אף רק בשולי המדע. הן נטו להידחק לקטגוריה של "קשות מדי".
המצב הזה השתנה דרמטית בשלושים השנה האחרונות. הניסיונות לענות בדיוק על השאלות הללו — כיצד החלו החיים על פני כדור הארץ? האם אנו לבד בשביל החלב? — היו לשתיים מהחזיתות התוססות והדינמיות ביותר של המחקר המדעי.
ראוי לציין כי התשובות לחקירות הללו תלויות בשאלה שלישית, כזו שקל יחסית לנסח, שבהחלט מוגדרת היטב ושללא כל ספק ניתנת לפתרון (לפחות תיאורטית): מה הסיכוי שחיים יופיעו על פני השטח של כוכב לכת המאפשר קיום חיים?
בשאלה האחרונה הזו עסקו שני כיווני מחקר נבדלים לחלוטין ועצמאיים בעיקרם. הכיוון הראשון, מחקרי מעבדה עכשוויים שמטרתם לקבוע האם ביולוגיה אכן יכולה להופיע מכימיה טהורה. הכיוון השני, חלק נכבד מהאסטרונומיה מוקדש לחיפוש אחר סימנים שאינם משתמעים לשתי פנים, של חיים על פני כוכבי לכת או על פני ירחים אחרים (בין שבמערכת השמש ובין שמסביב לכוכבים אחרים). שני הקווים הללו מעוררים כעת עניין רב, וקהילות מסורות של מדענים משקיעות בהם מאמצים נלהבים. למעשה, החיפוש אחר חיים על כוכבי לכת מסביב לכוכבי שבת זולת השמש — כוכבי לכת חוץ־שמשיים — הוא כעת יעד מוסכם של הקהילה האסטרונומית בארצות הברית, כפי שפירטו האקדמיות הלאומיות למדעים, הנדסה ורפואה בדין וחשבון שפורסם בנובמבר 2021. אנו, המחברים, משתתפים בענווה (כל אחד בתחומו) בחיפושים הללו.
אחת מנקודות המפתח שברצוננו להדגיש בספר הזה היא שהמרדף אחר מוצא החיים על פני האדמה, והחיפוש אחר חיים חוצניים, הם שתי שאיפות מדעיות שיש ביניהן יחסי גומלין סימביוטיים חזקים. הצלחה באחת מהן, תעניק רמז מעודד ביותר ותעורר מוטיבציה חזקה לאחרת. הסיבה פשוטה: אם נצליח למצוא מסלול מהכימיה במעבדה לחיים, הווה אומר שקיים סיכוי לא רע שהטבע, הכולל מאגר עצום של סביבות ועידנים מגוונים העומדים לרשותו, אולי מסוגל לעשות זאת אף הוא, וייתכן אפילו שבמקומות רבים בקוסמוס, כולל בגלקסיה הביתית שלנו, שביל החלב. יתר על כן, אילו יכולנו להבין לעומק רצף מחייב של מאורעות, תהליכים ותנאים סביבתיים, שיכלו להיות מעורבים במוצא החיים על פני כדור הארץ, היינו יכולים לאמוד טוב יותר עד כמה סביר או בלתי סביר שהחיים יתגלו באופן ספונטני על פני כוכבי לכת או ירחים אחרים. תובנות כאלה עשויות, אם כן, להנחות את החיפוש שלנו אחר חיים חוצניים.
נחשוב לרגע בכיוון הנגדי: אם באמצעות תצפיות אסטרונומיות נגלה כי חיים חוצניים נפוצים יחסית, הדבר יחזק במידה רבה את האמונה שלנו בקיומו של מסלול גיאוכימי בלתי נמנע לחיים. הביטחון הזה, מצידו, ידרבן מאוד את המאמצים לגילוי תנאי ההתחלה המתאימים, חומרי היסוד, מקורות האנרגיה הנחוצים ואת רשת התגובות הכימיות, שיכלו לשמש תנאים מקדימים להגחת החיים. וביתר הרחבה, בדיקות מעמיקות של הבעיות הכרוכות במוצא החיים מחד גיסא, והחיפוש אחר חיים חוצניים מאידך גיסא, מעניקים הזדמנות ייחודית לחקור מגוון רחב של תחומי מחקר וידע, מאסטרונומיה וגיאולוגיה ועד כימיה וביולוגיה.
יש לקחת בחשבון נקודה חשובה נוספת. ידוע לנו כי בתחומים ובנסיבות רבים חל העיקרון אפס־אחד־אינסוף (ZOI). כלומר, ישות יכולה להיות אסורה לחלוטין, או נדירה עד כדי כך שקיים רק עותק אחד ממנה, או שניתן לצפות למספר גדול מאוד של עותקים. אם צורה כלשהי של חיים חוצניים, עצמאיים לחלוטין מהחיים על פני כדור הארץ, הייתה מתגלה בקלות (מה שמכונה בריאה שנייה), הדבר היה מרמז (אם מחילים את עקרון אפס־אחד־אינסוף) כי סביר להניח שישנן כמעט אינסוף דוגמאות של חיים ביקום.
הספר הזה מספר את הסיפור של שני המאמצים המקבילים המרתקים הללו: האחד שמטרתו המפורשת היא למצוא במעבדה מסלול מכימיה לחיים, והאחר השואף לגלות חיים חוצניים. המשימות הללו משתפות פעולה ללא סייג, מתחרות לעיתים (מי יגיע ראשון למטרה), אך תמיד מרתקות, והן משלימות זו את זו בלהיטותן לפתור את התצרפים המרכזיים לנו כבני אנוש: מאין באנו? מדוע אנחנו כאן? האם אנחנו לבד? במילים אחרות, בתקווה לא להישמע מעט בומבסטיים, השאיפה הסופית של המסעות הללו היא להבין את מוצאנו ואת מקומנו בקוסמוס העצום, העתיק והמורכב הזה, במלוא מובן המילה.
החיים — איזה רעיון
בעוד השאלות "כיצד החלו החיים?" ו"האם קיימים חיים חוצניים?" ריתקו את בני האדם כבר מהזמנים העתיקים, על פני מרבית ההיסטוריה המתועדת, כמעט הכול האמינו כי התשובה לשאלה הראשונה פשוטה: "אלוהים ברא אותם". למעשה, לאורך כל הדרך עד לתחילת המאה ה־19, אפילו המדענים היו משוכנעים למדי כי היצורים החיים ניחנים במידה מסוימת של "ויטליזם" מיסטי לכאורה, שהבדיל אותם מחומר דומם. עם זאת, השאלה השנייה עוררה מחלוקת והעלתה השערות פרועות במשך אלפי שנים, בעד או נגד הרעיון של "ריבוי עולמות מיושבים". לדוגמה, כבר במאה ה־1 לפני הספירה כתב המשורר הרומי האפיקוראי, טיטוס לוּקְרֶטְיוּס קרוס:
התוכל לפקפק עוד, כי במקומות אחרים קיימים עולמות כארצנו, זרע אנוש כזרענו, חיות כחיות אשר לנו?3
אבן דרך משמעותית בעימות התיאורטי הזה הייתה המודל ההֶלְיוֹצֶנְטְרי של קוֹפֶּרניקוּס, משום שלא זו בלבד שהוא סיפק נקודת מבט חדשה לחלוטין על המשמעות של כדור הארץ בתוכנית הקוסמית הגדולה של הדברים, אלא גם מסגרת מציאותית שבתוכה היה ניתן לכל הפחות להעלות על הדעת את קיומם של עולמות אחרים הדומים לכדור הארץ. הנזיר והפילוסוף הדומיניקני האיטלקי ג'וֹרדָנו בּרוּנוֹ פיתח את הרעיונות הללו של קופרניקוס, שהיו חדשניים בעיתם, ושיער כידוע, בסוף המאה ה־16, כי: "בחלל, ישנם אינספור קבוצות כוכבים, שמשות וכוכבי לכת; אנו רואים רק את השמשות, מפני שהן מפיצות אור; כוכבי הלכת נותרים בלתי נראים, משום שהם קטנים ואפלים. ישנם אף אינספור כדורי ארץ המקיפים את השמשות שלהם, לא פחות ולא יותר מהכדור הזה שלנו." דמיונו עתיר התובנה של ברונו צפה את המדע המודרני והוביל אותו צעד נוסף אל המסקנה: "אין אדם בר־דעת שיוכל להניח כי גופים מופלאים שעשויים להיות נשגבים הרבה יותר משלנו, לא יישאו על פניהם יצורים דומים לאלה שעל פני כדור הארץ האנושי שלנו, או אף נעלים מהם." למרבה הצער, כתוצאה מהעקשנות שבה הגן ברונו על רעיונות תיאולוגיים ואתיים בלתי מקובלים אחרים, שנחשבו אז לכפירה, הוא הועלה על המוקד בידי האינקוויזיציה הרומית ב־17 בפברואר 1600.
במאה ה־17 החלו אחרים להעלות טענות הקשורות לריבוי עולמות קוסמי. מדענים בולטים, כמו האסטרונומים יוהנס קֶפּלֶר וכריסטיאן הוֹיגֶנס, ואינטלקטואלים משפיעים אחרים, כמו סופר המדע הצרפתי ברנאר לה־בובייה דה פונטנל, לא היססו לתמוך בקיומן של ישויות בחלל החיצון. לאחר שגלילאו גליליי גילה כי ארבעה ירחים מקיפים את כוכב צדק, הזדרז קפלר להניח: "המסקנה ברורה למדי. הירח שלנו קיים למעננו על פני כדור הארץ, ולא למען עולמות אחרים. ארבעת הירחים הקטנים הללו קיימים למען צדק, לא למעננו. כל כוכב לכת בתורו, ביחד עם תושביו, משתמש בלוויינים שלו. מקו המחשבה הזה אנו מסיקים בדרגת ההסתברות הגבוהה ביותר כי צדק מיושב." עם זאת, גלילאו עצמו היה אגנוסטי למדי בסוגיית ריבוי העולמות המיושבים וציין בזהירות: "אני, מבחינתי, לא צריך לאשר זאת [את החיים על פני כוכבי לכת אחרים] או להכחיש זאת, אלא להשאיר את ההחלטה לחכמים ממני."
בצמוד לקולות המאמצים את העמדה של ריבוי עולמות קוסמי, נשמעו הכחשות קולניות לא פחות של הטענות על קיומם של חיים חוצניים. הדעות המתנגדות התעוררו בראש ובראשונה בשל העובדה כי עצם הרעיון שישנם מתיישבים על כוכבי לכת אחרים, טמן בחובו השלכות מטרידות אפשריות לדוקטרינות מסוימות של הכנסייה הקתולית. השוללים העלו התלבטויות דתיות כגון: "אם אכן ישנם אנשים בעולמות אחרים, האם גם הם צאצאים של אדם וחווה?" או: "האם ישוע הנוצרי הוא גם המושיע שלהם?"
לנוכח ההשפעה העצומה של רעיונות דתיים לאורך מרבית ההיסטוריה האנושית, לא מפתיע שהן האמונה ב"ויטליזם" והן הדעה כי החיים חייבים למלא את הקוסמוס, היו מבוססות תחילה על טיעונים תיאולוגיים יותר מאשר מדעיים. הוויטליזם שאב השראה בעיקר מפרשנות מילולית של הטקסט התנ"כי: " וַיִּיצֶר ה' אֱלֹהִים אֶת הָאָדָם עָפָר מִן הָאֲדָמָה, וַיִּפַּח בְּאַפָּיו, נִשְׁמַת חַיִּים וַיְהִי הָאָדָם לְנֶפֶשׁ חַיָּה." [בראשית, ב' 7, ההדגשה לא במקור]. גם אריסטו עמד על כך שהנפש היא "הממשות של גוף שיש בו חיים" (הצורה של גוף חי). עדיין על בסיס האמונות הדתיות, כמה הוגים מהמאה ה־19 התעקשו על קיומם של עולמות חוצניים מיושבים, אחרת נראה כי המרחב האדיר של החלל הוא בזבוז עצום של מאמצי הבורא.
במאה ה־20, פילוסופים ומדענים שעסקו בפילוסופיה פצחו בניסיונות רבים להגדיר חיים. אפילו ארווין שרדינגר, אחד המייסדים של מכניקת הקוונטים, פרסם בשנת 1944 ספר קטן שנקרא מה הם החיים? שעורר התלהבות מגילוי הבסיס הכימי של התורשה. אולם המאמצים להגדיר חיים הסתכמו במספר הגדרות רב כמעט כמספר המגדירים. הביופיזיקאי המולקולרי אדוארד טריפונוב אסף 123 הגדרות של חוקרים רבים, ובשנת 2011, לאחר ניתוח אוצר המילים שלהן, מצא את מה שהוא ראה כהגדרה מזוקקת מוסכמת: "חיים הם הִתְרבות עצמית עם וריאציות." הגדרה מוקדמת יותר, שכמו מרבית האחרות עוררה ויכוח לא מבוטל, אומצה אף על פי כן בידי המחלקה האסטרוביולוגית של נאס"א: "החיים הם מערכת כימית בת־קיימא המסוגלת לעבור אבולוציה דרווינית." אולם, מה שמעניין אותנו כאן אינו הגדרה אוניברסלית של חיים. אנו חשים כי בסך הכול הדיון "מה הם החיים?" לא תרם במיוחד להבנת מוצא החיים. הוא אף שקע בבלבול, העולה מהשימוש במילה אחת על מנת לכלול כמה תופעות שונות. לעומת זאת, מה שלפי דעתנו חשוב באמת הוא זיהוי מסלול שדרכו יכולה הביולוגיה להגיח מהתנאים הקיימים על פני כוכב לכת צעיר. האתגר בחשיפת הדרך המתעתעת הזו מוגבר, בשל העובדה כי עד כה אנו מכירים דוגמה אחת בלבד של חיים בכל היקום — החיים על פני כדור הארץ. חיים במקום אחר עשויים, תיאורטית, לקבל צורות שלא נצליח לזהות או אולי אפילו להעלות על הדעת.
כדי להתקדם, הביולוגים זיהו כמה יסודות חיוניים שנראים נחוצים לחיים, ומספר קטן של תכונות מאפיינות (והכרחיות), לכל הפחות, של כל צורת חיים על פני כדור הארץ. המרכיבים הדרושים הם: 1. מקור אנרגיה שמניע תגובות מטבוליות, 2. מֵמֵס נוזלי שיכול לסייע לתגובות כאלה (ואחרות), ו־3. חומרי הזנה הנחוצים ליצירת ביומסה.
התכונות המאפיינות את החיים על פני כדור הארץ הן: א. החיים מורכבים מתאים, ב. התאים מסוגלים לבצע חילוף חומרים (כלומר, הם יכולים לקצור אנרגיה וחומרים מסביבתם ולהשתמש בהם לצמיחה ולהתרבות), ג. התאים משתמשים בזרזים המסייעים לתגובות הכימיות ומאיצים אותן, ו־ד. התאים מכילים מערכת מידע. המשמעות של התכונה האחרונה היא שהחיים יכולים לשכפל את המאפיינים של עצמם, ושהם יכולים לעבור אבולוציה דרווינית — הם כוללים את הוראות ההפעלה הכימיות ומידע שיכול לעבור מדור לדור. בקצרה, החיים כפי שאנו מכירים אותם צריכים לשלב איכשהו בצורה טבעית את ארבע תת־המערכות: מידור (תאים), חילוף חומרים, זירוז וגנטיקה.
בעוד שכל חוקרי מוצא החיים מסכימים כי המאפיינים הללו משותפים לכל היצורים החיים על פני כדור הארץ, במשך כמה עשרות שנים אותם חוקרים היו חלוקים בדעותיהם, ואף התווכחו נמרצות, בשאלה אם אחת מהתכונות הללו היא מהותית ביותר, ואם כך, איזו מהן. ובמיוחד, איזה מאפיין היה צריך להופיע על פני כדור הארץ תחילה, כדי לאפשר לחיים להגיח? כפי שניווכח במהרה, נראה כי הבלבול המסוים הזה נפתר במהלך עשרים השנים האחרונות, בדרך בלתי צפויה במקצת.
ספר החיים
במחזה של אוסקר ויילד אישה חסרת חשיבות מצהיר לורד אילינגוורת: "ספר החיים מתחיל באיש ואישה בגן." לכך ענתה גברת אלונבי בשנינות, "זה נגמר בהתגלות."
על אף הקשר הדתי והרגשי העמוק לרעיון שעל החיים להכיל איזה קסם נוסף או התערבות אלוהית, בתחילת המאה ה־19 החלו הדעות להשתנות. צעד לקראת שחרור החיים מהצורך ב"כוח חיים" שמעבר להבנת המדע התבצע בשנת 1828, כשהכימאי הגרמני פרידריך ווֹלר הצליח במקרה לסנתז שִׁתְנָן — חומר שנמצא בשתן, ונחשב קודם לכן כייחודי לחיים — מכימיקלים שכיחים. וולר הנלהב היה מאושר מהצלחתו לחקות את הטבע במעבדה וכתב למורו ושותפו הכימאי ינס יאקוב ברצליוס: "איני יכול עוד להתאפק, תרתי משמע, ואני חייב לספר לך שאני יכול לייצר שתנן ללא צורך בכליה, בין של אדם ובין של כלב; מלח האמוניום של חומצה ציאנית הוא שתנן."
בהתאמה, הקפיצה הדרמטית בהבנת הביולוגיה הגיעה עם תורת האבולוציה של צ'רלס דרווין באמצעות הברירה הטבעית. בעוד שהתיאוריה של דרווין חמקה לחלוטין משאלת מוצא החיים, ולא אמרה דבר על האופן שבו נוצרו האורגניזמים הראשונים, במכתב שכתב דרווין בשנת 1871 לחברו ג'וזף דלטון הוקר, הוא הרהר על האופן שבו היו עשויים להתחיל החיים על פני כדור הארץ. כידוע, הוא כתב: "אילו (ועוד איזה 'אילו') יכולנו להראות שבתוך בריכה קטנה וחמימה המכילה כל מיני אמוניה ומלחי זרחן, אור, חום, חשמל וכן הלאה, נוצרה באופן כימי תרכובת חלבון המסוגלת לעבור שינויים מורכבים עוד יותר, כיום, חומר כזה היה נטרף או נספג בן רגע, דבר שלא היה יכול לקרות בטרם נוצרו יצורים חיים!"
ההשערה הנבואית של דרווין ראויה לציון בשל לא פחות מחמש סיבות. הראשונה, היא נפטרת לחלוטין מהצורך בגורם על־טבעי במוצא החיים; השנייה, היא מעלה את האפשרות שהחיים נוצרו ב"בריכה קטנה וחמימה", דעה שכפי שנראה תואמת להפליא את אופן החשיבה שלנו כיום; השלישית, היא מזהה את האמוניה ואת הזרחות (תרכובות המכילות חנקן וזרחן) כחומרים הכרחיים (ככל הנראה) לחיים, שוב מדובר בראיית נולד מדהימה; הרביעית, היא טוענת שצורה מסוימת של "תרכובת חלבון" מילאה תפקיד בכימיה שהובילה לחיים; והחמישית, כדי להימנע מהרושם שאורגניזמים חיים עשויים לצוץ שוב ושוב אל אוויר העולם, דרווין מציין כי התנאים שתחתם הופיעו צורות החיים הראשונות אינם קיימים עוד כיום.
הרעיון הזה — שהחיים אינם אלא שילוב של מערכות כימיות מתוחכמות ביותר — עורר תחילה שאט נפש בקרב לא מעט אנשים. החיים, כך טענו הספקנים הללו, מתוכננים בחוכמה הרבה יותר מכדי שייווצרו בתהליכים מקריים, תוך ציות לחוקי הפיזיקה והכימיה בלבד. כתוצאה מכך, אפילו רבים מאלה שהיו מוכנים עקרונית לקבל מוצא כימי לחיים, עדיין נהגו לחשוב כי היה חייב לחול מאורע של מזל נדיר כדי לקבץ יחדיו בבת אחת את כל הרכיבים של התאים החיים הראשונים.
ההשקפה כי מתוך מרק כאוטי של אבני בניין פשוטות נוצרה בבת אחת מורכבות, קיבלה תמריץ נוסף מהתחכום המהמם של כל החיים התאיים על פני כדור הארץ כיום. ההיבט התמוה ביותר של ההתפתלות הזו הוא שכל החלקים והתהליכים של החיים הקיימים מסתמכים על כל החלקים והתהליכים האחרים בדרך מעגלית. לדוגמה, יש צורך בחילוף חומרים מסובך כדי להכין את החומרים הביוכימיים הנדרשים להרכבת האנזימים החלבוניים הנחוצים לזירוז התגובות של… חילוף החומרים עצמו! בדומה לכך, המולקולות של חומצות הגרעין, דנ"א ורנ"א, נחוצות לקידוד המידע המכתיב את הרכבת החלבונים — מולקולות העבודה של החיים, אשר נדרשות להרכבת… כן, ניחשתם נכון, דנ"א ורנ"א. על מנת לבלבל עוד יותר, כדי לאפשר לכל המולקולות הללו להשלים את משימותיהן, הן צריכות ממברנות [קרומים] תא ששומרות את כל השחקנים המולקולריים ארוזים יחדיו. אך ממברנות התא עשויות מתרכובות שומניות שנקראות ליפידים, ואלה מסונתזים באמצעות אנזימים חלבוניים. סוג זה של התייחסות עצמית או של פעילות רֶקוּרסיבית (המזכיר ציור מפורסם שצייר האמן הגרפי מ' ק' אֶשֶׁר שבו שתי כפות ידיים מציירות זו את זו) מוטמע עמוק כל כך במרקם של האורגניזמים החיים המודרניים, עד שבמשך שנים רבות נראה כי מאורע פלאי כלשהו נדרש כדי לגשר על הפער שבין תערובת אקראית של כימיקלים למבנה המאורגן להפליא של התא החי. אפילו בשלהי 1981 הדגיש פרנסיס קריק, אחד המגלים של מבנה הסליל הכפול של הדנ"א, כי: "אדם ישר, המצויד בכל הידע הזמין לנו כעת, יכול רק לומר כי במובן מסוים, מוצא החיים נראה כרגע כמעט כמו נס, כה רבים הם התנאים שהיו צריכים להתקיים על מנת שיחלו."
מיותר לציין כי התפיסה שהופעת החיים על פני כדור הארץ הייתה עשויה להיות תאונה כימית נדירה, ביטאה פסימיות עגומה לסיכויים למצוא חיים במקומות אחרים. ככלות הכול, מוצא החיים הוא הצעד המכריע שמציין את המעבר ממקום בחלל החיצון שהוא "ישיב" להיותו מיושב. כתוצאה מכך, בשנות החמישים ואפילו השישים של המאה ה־20, אסטרונומים מעטים מאוד העזו להביע אמון בקיום חיים חוצניים ככלל וחיים חוצניים תבוניים בפרט.
העניינים החלו לנטות לכיוון הנגדי בסוף שנות השישים של המאה ה־20, תחילה בחזית הכימית־ביולוגית. אף על פי כן, התגברות על המחסומים התפיסתיים, שקמו בשל האמונה כי הגחת החיים מהכימיה הייתה כמעט בלתי מתקבלת על הדעת, דרשה לא פחות משתי תגליות זוכות פרסי נובל, כמו גם היפוך מוחלט של דרך החשיבה שלנו על מוצא החיים.
התגלית הראשונה הייתה כרוכה בקביעת המבנה של מולקולת רנ"א ספציפית, זו שנקראת רנ"א מוביל, או tRNA, שהיא חלק ממנגנון סינתזת החלבונים. התרשים התלת־ממדי המסובך שסימֵן הגְדיל של חומצת הגרעין הזו זעזע את הקהילה המדעית. בשונה למדי מהדנ"א בעל הסליל הכפול החוזר על עצמו, הנוקשה למדי ונטול תכונות מיוחדות, נמצא כי הרנ"א הוא מולקולה חד־גדילית, המקופלת באופן מסובך כמעט כמו חלבון. רוברט הולי, כימאי מאוניברסיטת קורנל, שהיה החוקר הראשון שתיאר רצף מולקולות tRNA ומבנה כימי דו־ממדי, זכה בשנת 1968 בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה, ביחד עם האר גובינד קוראנה מאוניברסיטת ויסקונסין, ומרשל נירנברג מהמכונים הלאומיים לבריאות. זמן קצר לאחר מכן קבעו אהרון קלוג מהמועצה למחקר רפואי בקיימברידג' ואלכסנדר ריץ' מאם־איי־טי את הארכיטקטורה התלת־ממדית המפתיעה של הרנ"א.
אין עדיין תגובות