Alternative abiogenesis scenarios
منظرنامہ زندگی کی ابتدا (ابیوجینیسیس) سے متعلق متعلقہ تصورات کا ایک مجموعہ ہے، جیسے کہ آئرن سلفر کی دنیا۔ سائنس دانوں نے 1950 کی دہائی کے بعد سے مختلف شعبوں میں بہت سے متبادل ابیوجینیسیس کے منظرنامے پیش کیے ہیں تاکہ یہ بتانے کی کوشش کی جا سکے کہ زندگی کے پیچیدہ میکانزم کیسے وجود میں آ سکتے ہیں۔ ان میں قیاس شدہ قدیم ماحول شامل ہیں جو زندگی کی ابتدا کے لیے سازگار ہو سکتے ہیں، اور ممکنہ بائیو کیمیکل میکانزم۔ ماحول زندگی کی ابتدا کے لیے بہت سے ماحول تجویز کیے گئے ہیں۔ اتار چڑھاؤ والی نمکیات: ڈائلیوٹ اور ڈرائی ڈاؤن ہیرالڈ بلم نے 1957 میں نوٹ کیا کہ اگر پروٹو نیوکلک ایسڈ کی زنجیروں سے بے ساختہ ڈوپلیکس ڈھانچے بن جاتے ہیں، تو انہیں الگ کرنے کا کوئی طریقہ نہیں ہے۔ اوپرین-ہالڈین مفروضہ نیوکلک ایسڈ پولیمر اور ڈوپلیکس کی تشکیل سے خطاب کرتا ہے، لیکن علیحدگی سے نہیں۔ تاہم، نیوکلک ایسڈ غیر معمولی ہیں کیونکہ مخالف فاسفیٹ گروپوں پر زیادہ چارج کو بے اثر کرنے کے لیے کاؤنٹرئنز (کم نمک) کی عدم موجودگی میں، نیوکلک ایسڈ ڈوپلیکس واحد زنجیروں میں الگ ہو جاتا ہے۔ ابتدائی لہریں، جو قریبی چاند سے چلتی ہیں، ڈائلیوشن (تیز لہر، کم نمک) اور ارتکاز (کم لہر پر خشک نیچے، زیادہ نمک) کے تیز رفتار چکر پیدا کر سکتی ہیں جس نے خصوصی طور پر ٹائڈل چین ری ایکشن (ٹی سی آر) کے نام سے ایک عمل کے ذریعے نیوکلک ایسڈ کی نقل کو فروغ دیا۔ اس نظریہ کو اس بنیاد پر تنقید کا نشانہ بنایا گیا ہے کہ ابتدائی جوار اتنی تیز نہیں ہو سکتی تھی، حالانکہ موجودہ اقدار سے رجعت کے لیے تقریبا دو گا پر زمین اور چاند کے درمیان ملاپ کی ضرورت ہوتی ہے، جس کا کوئی ثبوت نہیں ہے، اور ابتدائی جوار تقریبا ہر سات گھنٹے میں ہوتی ہے۔ ایک اور تنقید یہ ہے کہ زمینی ارتقاء میں دیر تک زمین کی پرت کا صرف 2-3% سمندر کے اوپر بے نقاب ہوا ہوگا۔ ٹی سی آر (ٹائڈل چین ری ایکشن) تھیوری کو گہرے سمندر کے وینٹ پر تھرمل ایسوسی ایشن/ڈس ایسوسی ایشن پر میکانکی فوائد حاصل ہیں کیونکہ ٹی سی آر کے لیے ضروری ہے کہ چین اسمبلی (ٹیمپلیٹ سے چلنے والی پولیمرائزیشن) ڈرائی ڈاؤن مرحلے کے دوران ہو، جب پریکسرز سب سے زیادہ مرتکز ہوتے ہیں، جبکہ تھرمل سائیکلنگ کو سرد مرحلے کے دوران ہونے کے لیے پولیمرائزیشن کی ضرورت ہوتی ہے، جب چین اسمبلی کی شرح سب سے کم ہوتی ہے اور پریکسرز کے زیادہ پتلے ہونے کا امکان ہوتا ہے۔ گرم میٹھے پانی کی جھیلیں جیک ڈبلیو سوسٹاک نے تجویز کیا کہ جیوتھرمل سرگرمی کھلی جھیلوں میں زندگی کی ابتدا کے لیے زیادہ مواقع فراہم کرتی ہے جہاں معدنیات کی تعمیر ہوتی ہے۔ 2010 میں، سمندر اور گرم معدنی پانی کے سپیکٹرم تجزیے کی بنیاد پر، اگناٹ اگناٹوف اور اولیگ موسین نے یہ مظاہرہ کیا کہ زندگی کی ابتدا زیادہ تر گرم معدنی پانی میں ہوئی ہوگی۔ گرم منرل واٹر جس میں ہائیڈرو کاربونیٹ اور کیلشیم آئن ہوتے ہیں اس کی سب سے زیادہ حد ہوتی ہے۔ یہ معاملہ ہائیڈرو تھرمل وینٹ میں زندگی کی ابتدا سے ملتا جلتا ہے، لیکن گرم پانی میں ہائیڈرو کاربونیٹ اور کیلشیم آئنوں کے ساتھ۔ 9-11 کے پی ایچ پر، تعاملات سمندری پانی میں ہو سکتے ہیں۔ میلون کیلون کے مطابق، پیپٹائڈز اور نیوکلک ایسڈ کے انفرادی بلاکس میں امینو ایسڈ اور نیوکلیوٹائڈز کی سنکشیپن-پانی کی کمی کے کچھ رد عمل بعد کے ارتقائی مرحلے میں پی ایچ 9-11 کے ساتھ پرائمری ہائیڈروسفیئر میں ہو سکتے ہیں۔ ان میں سے کچھ مرکبات جیسے ہائیڈروسینیک ایسڈ (ایچ سی این) ملر کے تجربات میں ثابت ہوئے ہیں۔ یہ وہ ماحول ہے جس میں اسٹرومیٹولائٹس بنائے گئے ہیں۔ ڈیوڈ وارڈ نے ییلو اسٹون نیشنل پارک میں گرم معدنی پانی میں اسٹرومیٹولائٹس کی تشکیل کو بیان کیا۔ 2011 میں، تداشی سوگورا نے گرم پانی میں ایک پروٹو سیل بنایا۔ جیوتھرمل اسپرنگز بروس ڈیمر اور ڈیوڈ ڈیمر کا کہنا ہے کہ سیل میمبرینز نمکین سمندری پانی میں نہیں بن سکتے، اور اس لیے ان کی ابتدا میٹھے پانی کے ماحول میں ہوئی ہوگی جیسے کہ تالاب جو جیوتھرمل اسپرنگز اور بارش کے امتزاج سے بھر جاتے ہیں۔ براعظموں کی تشکیل سے پہلے، زمین پر واحد خشک زمین آتش فشاں جزیرے ہوں گے، جہاں بارش کا پانی تالاب بناتا جہاں لپڈ خلیوں کی جھلیوں کی طرف پہلے مراحل تشکیل دے سکتے ہیں۔ متعدد گیلے خشک چکروں کے دوران، بائیو پولیمر کو ترکیب کیا جائے گا اور گاڑھا ہونے کے بعد پھپھوندی میں بند کر دیا جائے گا۔ ان تالابوں میں زنک سلفایڈ اور مینگنیز سلفایڈ نے ابیوٹک فوٹو سنتھیسز کے ذریعے نامیاتی مرکبات کو متحرک کیا ہوگا۔ جیوتھرمل اسپرنگس پر تجرباتی تحقیق نے کامیابی کے ساتھ پولیمر کی ترکیب کی اور یو وی روشنی اور متعدد گیلے خشک چکروں کی نمائش کے بعد پھپھوندی میں جکڑے ہوئے تھے۔ جیوتھرمل فیلڈز پر 60 سے 80 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر بائیو کیمیکل رد عمل ہو سکتے ہیں۔ حقیقی خلیوں کے ان پیشروؤں کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ وہ انفرادی ڈھانچوں کے بجائے ایک سپر آرگنزم کی طرح برتاؤ کرتے ہیں، جہاں سوراخ دار جھلیوں میں ایسے مالیکیول ہوتے ہیں جو باہر نکل کر دوسرے پروٹوسیلز میں داخل ہوتے ہیں۔ صرف اس وقت جب حقیقی خلیے تیار ہوئے ہوں گے وہ آہستہ آہستہ نمکین ماحول کے مطابق ڈھل جائیں گے اور سمندر میں داخل ہوں گے۔ آر ٹی سی اے سائیکل کے 11 میں سے 6 بائیو کیمیکل رد عمل گرم دھات سے بھرپور تیزابیت والے پانی میں ہو سکتے ہیں جس سے پتہ چلتا ہے کہ میٹابولک رد عمل اس ماحول میں پیدا ہو سکتے ہیں، یہ تیزابیت کے حالات میں آر این اے فاسفوڈیسٹر، امینو ایسیل-ٹی آر این اے بانڈز، اور پیپٹائڈز کے بہتر استحکام کے مطابق ہے۔ ٹیکٹونک فالٹ زونز میں سپر کریٹیکل اور سب کریٹیکل CO2 کے درمیان سائیکلنگ سے ہو سکتا ہے کہ پیپٹائڈز لپڈ میمبرینز کے ساتھ ضم ہو کر مستحکم ہو جائیں۔ یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ یہ جھلی پروٹین کے ارتقاء کو چلاتا ہے، کیونکہ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ایک منتخب پیپٹائڈ (H-Lys-Ser-Pro-Phe-Pro-Phe-Ala-Ala-OH) پانی میں جھلی کی پارگمیتا میں اضافے کا سبب بنتا ہے۔ ڈیوڈ ڈیمر اور بروس ڈیمر کا کہنا ہے کہ پری بائیوٹک کیمسٹری کو بالائے بنفشی تابکاری کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ کیمسٹری سایہ دار علاقوں کے تحت بھی واقع ہوسکتی ہے جو بائیو مالیکیولز کو فوٹولیسس سے بچاتی ہے۔ گہرے سمندر کے الکلائن وینٹ نک لین کا خیال ہے کہ زندگی کی کسی بھی معروف شکل نے زنک سلفایڈ پر مبنی فوٹو سنتھیسز، بجلی، آتش فشاں پائیرائٹ کی ترکیب، یا یووی تابکاری کو توانائی کے ذریعہ کے طور پر استعمال نہیں کیا ہوگا۔ اس کے بجائے، وہ تجویز کرتے ہیں کہ گہرے سمندر کے الکلائن وینٹ ابتدائی سیلولر زندگی کے لیے توانائی کا ذریعہ ہونے کا زیادہ امکان ہے۔ الکلائن ہائیڈروتھرمل وینٹ پر سرپینٹائنائزیشن میتھین اور امونیا پیدا کرتی ہے۔ معدنی ذرات جو گہرے سمندری وینٹ پر انزائموں سے ملتی جلتی خصوصیات رکھتے ہیں وہ سمندری پانی کے اندر تحلیل شدہ CO2 سے نامیاتی مرکبات کو متحرک کریں گے۔ ہو سکتا ہے کہ سوراخ دار چٹان نے بائیو پولیمرز کے گاڑھا ہونے کے رد عمل کو فروغ دیا ہو اور جھلی کے ڈھانچوں کے ایک حصے کے طور پر کام کیا ہو، تاہم یہ معلوم نہیں ہے کہ یہ کوڈنگ اور میٹابولزم کو کیسے فروغ دے سکتا ہے۔ ایسیٹیل فاسفیٹ، جو تھیواسیٹیٹ سے آسانی سے ترکیب کیا جاتا ہے، 7 مونومرز تک کے اڈینوسین مونو فاسفیٹ کی جمع کو فروغ دے سکتا ہے جسے نیوکلیوبیسز کے درمیان تعاملات کی وجہ سے پانی میں توانائی سے پسند کیا جاتا ہے۔ ایسیٹیل فاسفیٹ Na + کی موجودگی میں نیوکلیوٹائڈز کی جمع کو مستحکم کر سکتا ہے اور ممکنہ طور پر معدنی سطحوں پر پولیمرائزیشن کو فروغ دے سکتا ہے یا پانی کی سرگرمی کو کم کر سکتا ہے۔ تیزابیت والے سمندر اور الکلین سمندری پانی کے درمیان جھلی کے اندر ایک بیرونی پروٹون میلان برقرار رکھا جاتا۔ آخری عالمگیر مشترکہ آباؤ اجداد، بیکٹیریا اور آرکیا کی اولاد شاید میتھانوجینز اور ایسیٹوجینز تھے۔ قدیم ترین مائیکرو فوسلز، جن کی تاریخ 4.28 سے 3.77 گا ہے، ہائیڈرو تھرمل وینٹ پرپیٹیٹس پر پائے گئے۔ ان مائیکرو فوسلز سے پتہ چلتا ہے کہ ابتدائی سیلولر زندگی گہرے سمندر کے ہائیڈرو تھرمل وینٹ سے شروع ہوئی تھی۔ ان ماحول میں ایکسرگونک رد عمل آزاد توانائی فراہم کر سکتے تھے جو پری بائیوٹک بائیو مالیکیولز کے لیے سازگار کیمیائی رد عمل کو فروغ دیتے تھے۔ گلائکولیسس اور پینٹوز فاسفیٹ کے راستے کے غیر اینزیمیٹک رد عمل 70 ڈگری سیلسیس پر فیرس آئرن کی موجودگی میں ہو سکتے ہیں، رد عمل erythrose 4-فاسفیٹ، ایک امینو ایسڈ کا پیش خیمہ اور رائبوس 5-فاسفیٹ، ایک نیوکلیوٹائڈ کا پیش خیمہ پیدا کرتے ہیں۔ پیرمائڈائنز کو 60 ڈگری سیلسیس پر ایسپرٹیٹ اور کارباموئل فاسفیٹ کے درمیان تعامل سے ترکیب کرتے ہوئے دکھایا گیا ہے اور دھاتوں کی موجودگی میں یہ تجویز کیا گیا ہے کہ پیورینز کو دھاتوں کے اتپریرک سے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ اڈینوسین مونو فاسفیٹ کو بھی اڈینائن، مونوپوٹاشیم فاسفیٹ یا پائروفاسفیٹ سے ترکیب کیا جاتا ہے، اور ریبوس کو سلیکا میں 70 ڈگری سیلسیس پر دکھایا جاتا ہے۔ الکلائن ہائیڈروتھرمل وینٹ معدنیات اور دھاتی آئنوں کے ذریعہ اتپریرک ہونے والے تخفیف امی نیشن اور ٹرانسامی نیشن رد عمل امینو ایسڈ پیدا کرتے ہیں۔ لانگ چین فیٹی ایسڈ فشر-ٹراپسچ قسم کی ترکیب کے دوران فارمک ایسڈ یا آکسیلیک ایسڈ سے حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ آئسوپرین کنکال پر مشتمل کاربوہائیڈریٹ کو فارموز رد عمل سے ترکیب کیا جا سکتا ہے۔ فیٹی ایسڈ ویسیکلز میں شامل آئسوپرینائڈز ویسیکلز کو مستحکم کر سکتے ہیں، جن کے بارے میں تجویز کیا جاتا ہے کہ وہ بیکٹیریل اور آرکیئل لپڈز کے انحراف کو چلاتے ہیں۔ سمندر میں آتش فشاں راکھ جیفری ڈبلیو ہوفمین نے استدلال کیا ہے کہ زندگی کی ابتدا کے طور پر ایک پیچیدہ نیوکلیئشن واقعہ جس میں پولی پیپٹائڈز اور نیوکلک ایسڈ دونوں شامل ہیں زمین کے بنیادی سمندروں میں دستیاب وقت اور جگہ کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ ہوفمین تجویز کرتے ہیں کہ آتش فشاں راکھ متعدد بے ترتیب شکلیں فراہم کر سکتی ہے جو پیش کردہ پیچیدہ نیوکلیئشن ایونٹ میں درکار ہوتی ہیں۔ نظریہ کے اس پہلو کو تجرباتی طور پر آزمایا جا سکتا ہے۔ سنہ 1970 کی دہائی میں تھامس گولڈ نے یہ نظریہ پیش کیا کہ زندگی سب سے پہلے زمین کی سطح پر نہیں بلکہ سطح سے کئی کلومیٹر نیچے تیار ہوئی۔ یہ دعوی کیا جاتا ہے کہ ہمارے نظام شمسی میں کسی دوسرے جسم کی سطح کے نیچے مائکروبیل زندگی کی دریافت اس نظریہ کو اہم اعتبار فراہم کرے گی۔ تابکار ساحل سمندر کے مفروضے زاکری ایڈم کا دعوی ہے کہ جوار کے عمل جو اس وقت کے دوران پیش آئے جب چاند بہت قریب تھا اس میں یورینیم اور دیگر تابکار عناصر کے دانے ابتدائی ساحلوں پر ہائی واٹر مارک پر مرتکز ہو سکتے ہیں، جہاں وہ زندگی کے تعمیراتی بلاکس پیدا کرنے کے ذمہ دار ہو سکتے ہیں۔ کمپیوٹر ماڈلز کے مطابق، اس طرح کے تابکار مواد کا ذخیرہ وہی خود کفیل جوہری رد عمل ظاہر کر سکتا ہے جو گیبون میں اوکلو یورینیم ایسک سیون میں پایا جاتا ہے۔ اس طرح کی تابکار ساحل سمندر کی ریت نے نامیاتی مالیکیول پیدا کرنے کے لیے کافی توانائی فراہم کی ہوگی، جیسے کہ امینو ایسڈ اور پانی میں ایسیٹونیٹریل سے شکر۔ تابکار مونازائٹ مواد نے ریت کے اناج کے درمیان کے علاقوں میں گھلنشیل فاسفیٹ بھی چھوڑا ہے، جس سے یہ حیاتیاتی طور پر "قابل رسائی" ہے۔ اس طرح آدم کے مطابق امینو ایسڈ، شکر اور گھلنشیل فاسفیٹ بیک وقت پیدا ہو سکتے ہیں۔ تابکار ایکٹینائڈز، جو رد عمل کی وجہ سے کچھ ارتکاز میں پیچھے رہ جاتے ہیں، شاید آرگنامیٹالک کمپلیکس کا حصہ بن چکے ہوں۔ یہ کمپلیکس زندہ عمل کے لیے اہم ابتدائی اتپریرک ہو سکتے ہیں۔ جان پارنیل نے تجویز کیا ہے کہ اس طرح کا عمل کسی بھی ابتدائی گیلے چٹانی سیارے کے ابتدائی مراحل میں "زندگی کے مصلوب" کا حصہ فراہم کر سکتا ہے، جب تک کہ یہ سیارہ اتنا بڑا ہو کہ پلیٹ ٹیکٹونکس کا نظام پیدا کر سکے جو تابکار معدنیات کو سطح پر لاتا ہے۔ چونکہ ابتدائی زمین کے بارے میں خیال کیا جاتا ہے کہ اس میں بہت سی چھوٹی پلیٹیں تھیں، اس لیے ہو سکتا ہے کہ اس نے اس طرح کے عمل کے لیے موزوں ماحول فراہم کیا ہو۔ ہائپر سائیکل 1970 کی دہائی کے اوائل میں، منفریڈ ایگن اور پیٹر شسٹر نے پری بائیوٹک سوپ میں سالماتی افراتفری اور خود سے نقل کرنے والے ہائپر سائیکل کے درمیان عارضی مراحل کا جائزہ لیا۔ ہائپر سائیکل میں، معلومات کو ذخیرہ کرنے کا نظام (ممکنہ طور پر آر این اے) ایک انزائم تیار کرتا ہے، جو دوسرے انفارمیشن سسٹم کی تشکیل کو اتپریرک کرتا ہے، اس ترتیب میں جب تک کہ پہلے انفارمیشن سسٹم کی تشکیل میں آخری معاونین کی پیداوار نہ ہو۔ ریاضیاتی طور پر علاج شدہ، ہائپر سائیکلیں قواسپیسیس تشکیل دے سکتی ہیں، جو قدرتی انتخاب کے ذریعے ڈارون کے ارتقاء کی شکل میں داخل ہوئیں۔ ہائپر سائیکل تھیوری کو فروغ ان رائبوزائموں کی دریافت تھی جو اپنے کیمیائی رد عمل کو متحرک کرنے کے قابل تھے۔ ہائپر سائیکل تھیوری میں پیچیدہ بائیو کیمیکلز کے وجود کی ضرورت ہوتی ہے، جیسے کہ نیوکلیوٹائڈز، جو ملر-یوری تجربے کے تجویز کردہ حالات کے تحت نہیں بنتے ہیں۔ بائیو کیمسٹری ابتدائی زمین میں متغیر اصل کے عمل کے ساتھ زندگی کی مختلف شکلیں نیم بیک وقت نمودار ہو سکتی ہیں۔ دیگر شکلیں معدوم ہو سکتی ہیں، جنہوں نے اپنی مختلف بائیو کیمسٹری کے ذریعے مخصوص فوسلز چھوڑے ہیں۔ میٹابولزم جیسے رد عمل قدرتی طور پر ابتدائی سمندروں میں پہلے حیاتیات کے ارتقا سے پہلے واقع ہو سکتے تھے۔ ان میں سے کچھ رد عمل آر این اے پیدا کر سکتے ہیں، اور دیگر میٹابولزم کے دو ضروری رد عمل کے جھرنوں سے ملتے جلتے ہیں: گلائکولیسس اور پینٹوز فاسفیٹ کا راستہ، جو نیوکلک ایسڈ، امینو ایسڈ اور لپڈ کے لیے ضروری پیشگی فراہم کرتے ہیں۔ فاکس پروٹینوائڈز برنال کی طرف سے مذکور ابیوجینیسیس کے درمیانی مراحل کو بے نقاب کرنے کی کوشش میں، سڈنی فاکس نے 1950 اور 1960 کی دہائی میں ممکنہ طور پر ابتدائی زمین کے حالات میں پیپٹائڈ ڈھانچوں کی بے ساختہ تشکیل کا مطالعہ کیا۔ اپنے ایک تجربے میں، اس نے امینو ایسڈ کو ایسے خشک ہونے دیا جیسے کہ پری بائیوٹک حالات میں کسی گرم، خشک جگہ پر ڈوبا ہوا ہو: زندگی کی تشکیل کے لیے موزوں حالات طے کرنے کے ایک تجربے میں، فاکس نے ہوائی میں سنڈر شنک سے آتش فشاں مواد جمع کیا۔ انہوں نے دریافت کیا کہ سنڈر شنک کی سطح کے بالکل نیچے درجہ حرارت 100 ڈگری سیلسیس سے زیادہ تھا، اور تجویز کیا کہ یہ وہ ماحول ہو سکتا ہے جس میں زندگی پیدا ہوئی ہو-مالیکیول بن سکتے ہیں اور پھر ڈھیلے آتش فشاں راکھ کے ذریعے سمندر میں بہہ سکتے ہیں۔ اس نے میتھین، امونیا اور پانی سے حاصل ہونے والے امینو ایسڈ پر لاوا کے گانٹھ رکھے، تمام مواد کو جراثیم سے پاک کیا، اور شیشے کے تندور میں چند گھنٹوں کے لیے امینو ایسڈ پر لاوا پکایا۔ سطح پر ایک بھورا، چپچپا مادہ بن گیا، اور جب لاوا کو جراثیم سے پاک پانی میں بھیگا گیا تو ایک موٹا، بھورا مائع باہر نکل گیا۔ انہوں نے پایا کہ، جیسے ہی وہ خشک ہوتے ہیں، امینو ایسڈ لمبے، اکثر کراس سے جڑے ہوئے، دھاگے کی طرح، ذیلی مائکروسکوپک پولی پیپٹائڈز بنتے ہیں۔ پروٹین امیلائڈ خود کی نقل کرنے والے بیٹا شیٹ کے ڈھانچوں پر مبنی زندگی کی ابتدا کا نظریہ موری نے 2009 میں پیش کیا ہے۔ اس نظریہ سے پتہ چلتا ہے کہ خود نقل کرنے والے اور خود جمع کرنے والے اتپریرک امیلائڈز آر این اے سے پہلے کی قدیم دنیا میں پہلے معلوماتی پولیمر تھے۔ امیلائڈ مفروضے کے لیے اہم دلائل ساختی استحکام، آٹو کیٹلیٹک اور اتپریرک خصوصیات، اور بیٹا شیٹ پر مبنی معلوماتی نظاموں کی ارتقا پذیری پر مبنی ہیں۔ اس طرح کے نظام غلطی کی اصلاح اور چیروسلیکٹو بھی ہوتے ہیں۔ تھرمل سائیکلنگ کے دوران سبسٹریٹس کو گاڑھا کرنے والا پہلا پروٹین: تھرموسنتھیس تھرموسنتھیس مفروضہ کیمیوسموسس کو خمیر سے زیادہ بنیادی سمجھتا ہے: اے ٹی پی سنتھس انزائم، جو کیمیوسموسس کو برقرار رکھتا ہے، فی الحال موجود انزائم ہے جو پہلے میٹابولک عمل سے سب سے زیادہ قریب سے متعلق ہے۔ تھرمو سنتھیسس مفروضہ کسی راستے کی بھی درخواست نہیں کرتا ہے: اے ٹی پی سنتھس کا بائنڈنگ چینج میکانزم جسمانی جذب کے عمل سے ملتا جلتا ہے جو مفت توانائی پیدا کرتا ہے۔ نتیجہ کنویکشن ہوگا جو پروٹوینزیم میں ری ایکٹینٹس کی مسلسل فراہمی لائے گا۔ بیان کردہ پہلا پروٹین اس لحاظ سے آسان ہو سکتا ہے کہ اس کے لیے محفوظ امینو ایسڈ کے باقیات کی صرف ایک مختصر ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے، جو مناسب اتپریرک شگاف کے لیے کافی ہے۔ آر این اے سے پہلے کی دنیا: رائبوس کا مسئلہ اور اس کا بائی پاس ایک مختلف قسم کا نیوکلک ایسڈ، جیسے پیپٹائڈ نیوکلک ایسڈ، تھریوز نیوکلک ایسڈ یا گلائکول نیوکلک ایسڈ، خود کو دوبارہ پیدا کرنے والے مالیکیول کے طور پر ابھرنے والا پہلا ہو سکتا ہے، جسے بعد میں آر این اے نے تبدیل کر دیا۔ لارالڈے اور دیگر کا کہنا ہے کہ "رائبوس کی عام طور پر قبول شدہ پری بائیوٹک ترکیب، فارموز رد عمل، بغیر کسی انتخاب کے متعدد شکر پیدا کرتا ہے"۔ وہ یہ نتیجہ اخذ کرتے ہیں کہ "پہلے جینیاتی مواد کی ریڑھ کی ہڈی ان کے عدم استحکام کی وجہ سے رائبوس یا دیگر شکر پر مشتمل نہیں ہو سکتی تھی"، جس کا مطلب ہے کہ آر این اے میں رائبوس اور فاسفورک ایسڈ کا ایسٹر لنک ہائیڈرولیسس کا شکار ہے۔ پیریمیڈائن ربنیوکلیوسائڈز اور نیوکلیوٹائڈز کو ان رد عمل کے ذریعے ترکیب کیا گیا ہے جو آزاد شکر کو پیچھے چھوڑ دیتے ہیں، اور نائٹروجن یا آکسیجن والی کیمسٹریوں کا استعمال کرتے ہوئے مرحلہ وار جمع ہوتے ہیں۔ سدھرلینڈ نے چھوٹے 2 اور 3 کاربن کے ٹکڑوں جیسے گلائکولالڈیہائیڈ، گلائسرالڈیہائیڈ یا گلائسرالڈیہائیڈ-3-فاسفیٹ، سائانامائیڈ اور سائانواسیٹیلین سے سائٹیڈائن اور یوریڈین ربنیوکلیوٹائڈز کے لیے اعلی پیداوار کے راستوں کا مظاہرہ کیا ہے۔ اس ترتیب میں ایک قدم اینانٹیوپر رائبوس امینو آکسازولین کو الگ تھلگ کرنے کی اجازت دیتا ہے اگر گلیسرالڈیہائیڈ کی اینانٹیومیرک اضافی 60 ٪ یا اس سے زیادہ ہو۔ اسے پری بائیوٹک طہارت کے قدم کے طور پر دیکھا جا سکتا ہے۔ رائبوس امینو آکسازولین پھر سائانواسیٹیلین کے ساتھ تعامل کر کے الفا سائٹیڈائن ربنیوکلیوٹائڈ دے سکتا ہے۔ یووی لائٹ کے ساتھ فوٹو اینومیرائزیشن صحیح بیٹا سٹیریو کیمسٹری دینے کے لیے 1 'اینومیرک سینٹر کے ارد گرد الٹ جانے کی اجازت دیتی ہے۔ 2009 میں انہوں نے دکھایا کہ وہی سادہ بلڈنگ بلاکس، فاسفیٹ کنٹرولڈ نیوکلیو بیس کی وضاحت کے ذریعے، براہ راست 2 '، 3'-سائیکلک پیریمیڈائن نیوکلیوٹائڈز تک رسائی کی اجازت دیتے ہیں، جو آر این اے میں پولیمرائز ہو سکتے ہیں۔ اسی طرح کی فوٹو سینیٹائزیشن سے پائریمائڈائن-2 '، 3'-سائیکلک فاسفیٹ بن سکتے ہیں۔ آٹو کیٹالیسس آٹو کیٹالیسٹ وہ مادے ہیں جو خود کی پیداوار کو متحرک کرتے ہیں اور اس لیے "مالیکیولر ریپلیکیٹرز" ہوتے ہیں۔ سب سے آسان خود نقل کرنے والے کیمیائی نظام آٹو کیٹالیٹک ہوتے ہیں، اور عام طور پر تین اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں: ایک پروڈکٹ مالیکیول اور دو پریکسر مالیکیول۔ پروڈکٹ مالیکیول پیشگی مالیکیولز میں شامل ہو جاتا ہے، جو بدلے میں زیادہ پیشگی مالیکیولز سے مزید پروڈکٹ مالیکیولز پیدا کرتے ہیں۔ پروڈکٹ مالیکیول ایک تکمیلی ٹیمپلیٹ فراہم کرکے رد عمل کو متحرک کرتا ہے جو پیشروؤں سے جڑا ہوتا ہے، اس طرح انہیں ایک ساتھ لاتا ہے۔ اس طرح کے نظام کا مظاہرہ حیاتیاتی میکرو مالیکیولز اور چھوٹے نامیاتی مالیکیولز دونوں میں کیا گیا ہے۔ یہ تجویز کیا گیا ہے کہ زندگی ابتدائی طور پر آٹو کیٹالیٹک کیمیائی نیٹ ورک کے طور پر پیدا ہوئی۔ جولیس ریبیک اور ان کے ساتھیوں نے آٹو کیٹالسٹ امینو اڈینوسین ٹرائی ایسٹر (اے اے ٹی ای) کے ساتھ امینو اڈینوسین اور پینٹافلووروفینیل ایسٹرز کو ملایا۔ ایک پروڈکٹ اے اے ٹی ای کی ایک قسم تھی جس نے اپنی ترکیب کو متحرک کیا۔ اس سے یہ ظاہر ہوا کہ آٹو کیٹالسٹ وراثت والے اداروں کی آبادی کے اندر مقابلہ کر سکتے ہیں، جو قدرتی انتخاب کی ایک ابتدائی شکل ہے۔ ہائیڈروجن سائینائیڈ پر مبنی ترکیب 2015 میں جان سدھرلینڈ اور دیگر کے ذریعہ مکمل کیے گئے ایک تحقیقی منصوبے سے پتہ چلا ہے کہ ہائیڈروجن سائینائیڈ اور ہائیڈروجن سلفایڈ سے شروع ہونے والے رد عمل کا ایک نیٹ ورک، یو وی روشنی کے ذریعے تابکاری والے پانی کی ندیوں میں، پروٹین اور لپڈ کے ساتھ ساتھ آر این اے کے کیمیائی اجزاء پیدا کر سکتا ہے، جبکہ دیگر مرکبات کی ایک وسیع رینج تیار نہیں کر سکتا۔ محققین نے رد عمل کے اس نیٹ ورک کو بیان کرنے کے لیے "سائانوسلفائڈک" کی اصطلاح استعمال کی۔ مصنوعی کیمیائی راستے 2020 میں، کیمسٹوں نے آل کیمی نامی ایک نئے کمپیوٹر پروگرام کی بنیاد پر غیر زندہ پری بائیوٹک کیمیکلز سے لے کر پیچیدہ بائیو کیمیکلز تک ممکنہ کیمیائی راستوں کو بیان کیا جو زندہ حیاتیات کو جنم دے سکتے ہیں۔ وائرل اصل "وائرس فرسٹ" مفروضے کا ثبوت، جو آر این اے کی دنیا کے نظریات کی حمایت کر سکتا ہے، 2015 میں تجویز کیا گیا تھا۔ وائرس کی ابتداء کے مطالعہ کے لیے مشکلات میں سے ایک ان کی اتپریورتن کی اعلی شرح ہے۔ یہ خاص طور پر ایچ آئی وی جیسے آر این اے ریٹرو وائرس میں ہوتا ہے۔ 2015 کے ایک مطالعے میں زندگی کے درخت کی مختلف شاخوں میں پروٹین فولڈ ڈھانچوں کا موازنہ کیا گیا، جہاں محققین فولڈز اور ان حیاتیات کی ارتقائی تاریخ کو دوبارہ تشکیل دے سکتے ہیں جن کے جینوم ان فولڈز کے لیے کوڈ کرتے ہیں۔ ان کا کہنا ہے کہ پروٹین کے فولڈ قدیم واقعات کے بہتر مارکر ہیں کیونکہ ان کے تین جہتی ڈھانچے کو برقرار رکھا جا سکتا ہے یہاں تک کہ ان کے لیے کوڈ کی ترتیب تبدیل ہونا شروع ہو جاتی ہے۔ اس طرح وائرل پروٹین کا ذخیرہ قدیم ارتقائی تاریخ کے نشانات کو برقرار رکھتا ہے جسے جدید بائیو انفارمیٹکس طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ ان محققین کا خیال ہے کہ "جینوم کے طویل دباؤ اور ذرہ کے سائز میں کمی نے بالآخر وائرو سیل کو جدید وائرس میں تبدیل کر دیا (سیلولر میک اپ کے مکمل نقصان سے شناخت کی گئی)، اس دوران دیگر بقائے باہمی سیلولر نسب جدید خلیوں میں متنوع ہو گئے۔" اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ وائرس قدیم خلیوں سے پیدا ہوئے جو جدید خلیوں کے آباؤ اجداد کے ساتھ موجود تھے۔ ان قدیم خلیوں میں ممکنہ طور پر منقسم آر این اے جینوم موجود تھے۔ ایک کمپیوٹیشنل ماڈل (2015) نے دکھایا ہے کہ وائرس کیپسڈ آر این اے کی دنیا میں پیدا ہوئے ہوں گے اور نقل کرنے والی برادریوں کے درمیان افقی منتقلی کے ذرائع کے طور پر کام کرتے ہوں گے۔ اگر جین پرجیویوں کی تعداد میں اضافہ ہوتا تو یہ کمیونٹیز زندہ نہیں رہ سکتیں، کچھ جین ان ڈھانچوں کی تشکیل کے ذمہ دار ہوتے ہیں اور وہ جو خود سے نقل کرنے والی کمیونٹیز کی بقا کے حق میں ہوتے ہیں۔ سیلولر حیاتیات کے درمیان ان آبائی جینوں کی نقل مکانی ارتقاء کے دوران نئے وائرس کی ظاہری شکل کی حمایت کر سکتی ہے۔ وائرس ایک نقل ماڈیول کو برقرار رکھتے ہیں جو پری بائیوٹک مرحلے سے وراثت میں ملتا ہے کیونکہ یہ خلیوں میں موجود نہیں ہوتا ہے۔ لہذا یہ اس بات کا ثبوت ہے کہ وائرس آر این اے کی دنیا سے پیدا ہو سکتے ہیں اور خلیوں میں جینیاتی فرار کے ذریعے ارتقاء میں کئی بار ابھر سکتے ہیں۔ جھلی پالئیےسٹر کی بوندوں کے بغیر منسلک ٹونی جیا اور کوہن چندرو نے لپڈ ویسیکلز کی جدت سے پہلے ابتدائی سیلولرائزیشن میں بے ساختہ جھلی پالئیےسٹر کی بوندوں کی تجویز پیش کی ہے۔ بعض پالئیسٹر بوندوں کی موجودگی میں اندر پروٹین فنکشن اور آر این اے فنکشن کو بوندوں کے اندر محفوظ دکھایا گیا۔ بوندوں میں سکافولڈنگ کی صلاحیت ہوتی ہے، جو لپڈ کو اپنے ارد گرد جمع ہونے کی اجازت دیتی ہے۔ اس سے جینیاتی مواد کے رساو کو روکا جا سکتا ہے۔ پروٹینائڈ مائکروسفیئرز فاکس نے 1960 کی دہائی میں مشاہدہ کیا کہ پروٹینائڈز "پروٹینائڈ مائکروسفیئرز" نامی خلیے جیسی ساخت تشکیل دے سکتے ہیں۔ امینو ایسڈ نے مل کر پروٹینائڈز بنائے تھے، جس سے چھوٹے گلوبول بنتے تھے۔ یہ خلیات نہیں تھے ؛ ان کے جھنڈ اور زنجیریں سائانوبیکٹیریا کی یاد دلاتے تھے، لیکن ان میں کوئی فعال نیوکلک ایسڈ یا دیگر انکوڈ شدہ معلومات نہیں تھیں۔ کولن پٹینڈرگ نے 1967 میں کہا تھا کہ "لیبارٹریاں دس سالوں میں ایک زندہ خلیہ تیار کر رہی ہوں گی"، یہ ایک ایسا تبصرہ ہے جو خلیے کے ڈھانچے کی پیچیدگی کے بارے میں عام عصری بے وقوفی کی عکاسی کرتا ہے۔ جیوانو پروٹو سیل ایک اور پروٹو سیل ماڈل جیوانو ہے۔ سب سے پہلے 1963 میں سورج کی روشنی کے سامنے رہتے ہوئے سادہ معدنیات اور بنیادی نامیاتی مادوں سے ترکیب کی گئی، اس میں کچھ میٹابولک صلاحیتیں، نیم پارगम्य جھلی، امینو ایسڈ، فاسفولیپیڈز، کاربوہائیڈریٹ اور آر این اے جیسے مالیکیولز کی موجودگی بتائی جاتی ہے۔ تاہم، جیوانو کی نوعیت اور خصوصیات کی وضاحت کی جانی باقی ہے۔ لمبائی یا اس سے کم میں 7 امینو ایسڈ پر مشتمل مختصر، مثبت طور پر چارج شدہ، ہائیڈروفوبک پیپٹائڈز کے ذریعہ پیدا ہونے والے الیکٹروسٹیٹک تعاملات، آر این اے کو ویسیکل جھلی، بنیادی سیل جھلی سے منسلک کر سکتے ہیں۔ آر این اے-ڈی این اے دنیا 2020 میں، ڈائمیڈو فاسفیٹ پر مبنی آر این اے-ڈی این اے مرکب کا مشترکہ ارتقاء تجویز کیا گیا تھا۔ آر این اے-ڈی این اے ترتیبات کا مرکب، جسے چیمیرا کہا جاتا ہے، کمزور وابستگی رکھتا ہے اور کمزور ڈوپلیکس ڈھانچے بناتا ہے۔ یہ ایک ابیوٹک منظر نامے میں فائدہ مند ہے اور ان چیمیرا کو آر این اے اور ڈی این اے کی نقل تیار کرنے کے لیے دکھایا گیا ہے-"ٹیمپلیٹ پروڈکٹ" کی روک تھام کے مسئلے پر قابو پاتے ہوئے، جہاں ایک خالص آر این اے یا خالص ڈی این اے اسٹرینڈ غیر انزائمیٹک طور پر نقل تیار کرنے سے قاصر ہے کیونکہ یہ اپنے شراکت داروں کے ساتھ بہت مضبوطی سے جڑا ہوا ہے۔ یہ آر این اے اور ڈی این اے کی ابیوٹک کراس کیٹالیٹک امپلیفیکیشن کا باعث بن سکتا ہے۔ پانی میں اور اعلی توانائی کی تابکاری کے تحت ایک مسلسل کیمیائی رد عمل کا نیٹ ورک ابتدائی آر این اے کے لیے پیشگی پیدا کر سکتا ہے۔ 2022 میں، خود نقل کرنے والے آر این اے کے ارتقاء کے تجربات سے پتہ چلا کہ آر این اے دنیا کے حالات میں کس طرح متنوع پیچیدہ مالیکیولز میں تیار ہوا ہے۔ آر این اے ایک "ریپلیکیٹر نیٹ ورک" کے طور پر تیار ہوا جس میں پانچ قسم کے آر این اے شامل ہیں جن میں متنوع تعاملات ہوتے ہیں "جیسے کہ دوسرے اراکین کی نقل کے لیے تعاون (متعدد ایک ساتھ موجود میزبان اور پرجیوی نسب)۔ حوالہ جات ذرائع زندگی کی ابتدا