Co-chur Ceimiceach na Beatha — Mar a tha Meallan Moileciuileach a’ Fàs

Thatar an dùil gun tainig an talamh, agus na planaidean a tha càirdeach dhi, am bith o neul de dhusd ’s de ghas a cho-dhlùthaich mu 4,600 millean bliadhna air ais. ’Se am fosail as sine air a bheil eòlas againn

fosail de bhacterium, Eobacterium isolatum, bho sheòrsa creige (Fig Tree Chert) a gheibhear an Afraca-a- Deas. Tha na fosailean sin de bhacteria mu 3,100 millean bliadhna de dh’aois. Feumaidh, matà, gun do dh’éirich beatha eadar 4,600 agus 3,100 millean bliadhna air ais.

’Si a’ chiad cheist a dh’fheumas sinn a fhreagairt: Dé an seòrsa Talaimh a bh’ann an uair a nochd seòrsachan beatha an toiseach? Cha robh ocsaidean ann an àile na Talmhainn air tùs mar a tha an diugh, agus bhiodh e coltach gur h-e bh’ann methane, ammonia, suilfid haidrodean, deathach agus haidrodean. Tha beagan fianuis againn nach robh móran sam bith de mhethane no de ammonia ann an àile na fior-sheann Talmhainn, ach bha na gasaichean sin a-measg nan gasaichean a bha air a spùtadh a-mach leis na bolcànaichean, agus mar sin bha tomhas mhath dhiubh ann, co-dhiù an àiteachan. Bha an Talamh teth an toiseach, agus deathach sam bith a bha a’ co-dhluthachadh gu frasan uisge a dheanamh, bha e anns a’ mhionaid a’ dol ’na dheathach a rithist. Bha uachdar na Talmhainn, matà, teth agus bolcànach agus cha robh muir ann. A chionn nach robh ocsaidean (O2) anns an àile, cha robh filleadh de ozone (O3) a’ fàs gu h-àrd anns an àile os cionn na Talmhainn, a dhìonadh an Talamh bho ghathan làidir, marbhteach ultra-violait na gréine.

Feumaidh sinn a nis ceistean eile a chur — Dé tha tachairt nuair a tha measgachadh de ammonia (NH3), methane (CH4), deathach (H2O) agus is dòcha haidrodean saor (H2) air an tre-réididheachadh le solus ultra-violait, mar a thachair gun teagamh ann an àile na sean Talmhainn? Dé tha tachairt ma tha an dearbh mheasgachadh sin de ghasaichean a’ tighinn fo bhuaidh teas ro-làidir mar a thachras nuair a tha na gasaichean sin air a spùtadh á bolcàno (1000° C no nas àirde)? An tachradh dad nan rachadh sradag dealain troimh mheasgachadh ghasaichean de’n t-seòrsa seo, rud a bha dualtach tachairt nuair a bhiodh stoirm ann le dealanaich? ’Se ceistean cudthromach tha sin, agus tha iad gu léir furasda an cur gu deuchainn ann an obair-lann ealdhain. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil na h-eileamaidean ann am measgachadh ghasaichean de’n t-seòrsa sin — gualan, naitrodean, ocsaidean agus haidrodean — a’ deanamh suas 99% de bheò-stuth, agus ’sann bho na dhà mu dheireadh a tha uisge air a dheanamh. Mar eisimpleir, tha mac-an-duine air a dhèanamh de mu 65% ocsaidean, 18% gualan, 10% haidrodean, 3% naitrodean, agus 4% de eileamaidean eile. Mar sin, ma tha beatha a’ dol a dh’éirigh, feumaidh i tighinn bho mheasgachadh de’n t-seòrsa sin, ’se sin ma tha i stéidhichte air gualan mar a tha gach beatha air an Talamh.

Rinn H. Urey agus S. L. Miller grunn de dheuchainnean, a’ cur sradag dealain gun stad troimh mheasgachadh de mhethane, ammonia, haidrodean agus deathach, fad tomhas de làithean. Aig ceann na h-ùine seo rinn iad mion-sgrùdadh air na stuthan a chaidh a dheanamh mar thoradh air na deuchainnean aca. Lorg iad searbhagan amino, bho a

bheil prótainean air an dèanamh. Aig uairean eile le bhi a’ cleachdadh tomhasan eile de ghasaichean, rinneadh searbhagan fàs-bheairteach de chaochladh seòrsa, agus na stuthan air a bheil na searbhagan niùclasach air an dèanamh. Rinneadh deuchainnean eile a’ cleachdadh teas gu searbhagan amino a dhèanamh bho mheasgachadh ghasaichean de’n t-seòrsa sin shuas. Lorgadh gu bheil silica, stuth cumanta ann an creagan, ag obair mar chomas-saoraidh ann an iom-oibreachadh de’n t-seòrsa seo, agus a’ toirt dhuinn móran a bharrachd de stuth. Tha toradh pàirt de na deuchainnean sin air an cur sìos anns a’ chlàr:

Co-chur cuid de Shearbhagan Amino mar thoradh air

(1) Co-chur le teas (2) Co-chur tre

aig 950° C, le leigeil-ma-sgaoil

gainneamh eiteig dealain (sradag)

(silica) a làthair

% Glycine 60.3 50.8

% Alanine 18.0 27.4

% Leucine 2.4 —

% Searbhag ghlutamach 4.8 0.5

(Chan eil an sin ach taghadh de na searbhagan amino — rinneadh móran eile mar thoradh air an dà sheòrsa co-chur).

Bu chòir dhuinn toirt an aire gur h-e an dà shearbhaig amino as sìmplidhe — glycine agus alanine — as fhasa an co-chur. ’Se sin cuideachd na dhà as cumanta ann am prótainean nam fàs-bheairt. Tha searbhagan amino air an dèanamh cuideachd nuair a tha measgachadh ghasaichean de’n t-seòrsa bh’againn air an tre-réididheachadh le solus ultra-violait. Mar sin tha e air a dhearbhadh gu faodadh moileciuilean fàs-bheairteach a bhi air an dèanamh gu saor-thoileach bho stuth neo-fhàs-bheairteach ann an àile na Talmhainn anns an fhìor-sheann aimsir.

Ach tha stuthan beò air an dèanamh de iomadach moileciuil mór, iomadh-fhillte, fàs-bheairteach, mar a tha prótainean agus searbhagan niùclasach. B’e an ath cheum ann an co-chur ceimiceach na beatha, moileciuilean na bu mhotha a dhèanamh bho’n fheadhainn sin a rinneadh mar thoradh air dealanaich, teas, no solus ultra-violait anns an àile. Mus tachradh seo, dh’fheumadh lòintean uisge cruinneachadh air uachdar na Talmhainn, nì a thòisich a’ tachairt aon uair ’s gu robh an t-uachdar meadh-bhlàth gu leòr gu leigeil le uisge cruinneachadh gun dol ’na dheathach. Leagh na searbhagan amino, agus na co-phàirtich eile a chaidh an dèanamh anns an àile, anns na lòintean uisge sin. Chaidh stuthan eile, leithid phosphor agus pronnasdan, a leaghadh ann an uisge, agus chaidh an giùlan do na prìomh mhuirean. Anns an dòigh

seo, ré mhilleanan bliadhna, bha salainnean agus co-phàirtich fhàs-bheairteach a’ dol ’nam brot blàth leaghte air feadh nam maranna. Bha na moileciuilean anns a’ mhuir a nis ag eadar-oibreachadh le chéile gus stuthan nas motha ’s nas iomadh-fhillte a dhèanamh. Ma theasaichear measgachadh de shearbhagan amino ann an obair-lann ealdhain, nithear slabhraidhean fada de shearbhagan amino, rudan ris an can sinn peptidean. Tha prótainean air an dèanamh de aon, no barrachd air aon, shlabhraidh glé fhada pheptideach, agus canaidh sinn poilipheptid ris gach aon dhiubh sin. Anns an aon dóigh, ma theasaichear measgachadh de sheòrsachan siùcair, gheibh sinn slabhraidhean shiùcair, mar na gualuisgean mhóra, leithid stuthaigeadh. Mar sin, dh’fhaodadh gur h-ann bho chumhachd teas a dh’éirich na prìomh mhoileciuilean móra (macro-mhoileciuilean). Mar a bha an t-uisge a’ dol ’na dheathach ás na lòintean ri oir an làin, gheibhte lòintean uisge anns a robh móran de mhoileciuilean beaga agus móra, agus is dòcha gur h-ann an lòintean de’n t-seòrsa sin a chaidh moileciuilean iomadh-fhillte a dhèanamh.

Ged a dh’fhaodar poilipheptidean a dhèanamh le bhi a’ teasachadh leaghadh de shearbhagan amino anns an obair-lann, feumar teas nas àirde na teas uisge goileach (100° C) a chleachdadh. Oir nuair a tha bann peptideach air a dhèanamh, tha an t-uisge ga thoirt air falbh bho’n dà mhoileciuil a th’ann, ’se sin ri ràdh, tha co-chur sgreubhaidh a’ tachairt. Feumar an t-uisge seo a thoirt air falbh, agus tha e dol air falbh ’na dheathach mar a tha e tighinn am follais, ma tha an teas os cionn 100° C. Nise, cha robh am muir anns an t-sean aimsir aig teas de’n t-seòrsa sin. Nam bitheadh, bha an t-uisge gu léir air falbh ’na dheathach, agus cha bhiodh uisge-ruith idir air uachdar na Talmhainn. Ciamar, a réisd, a bha na poilipheptidean gan dèanamh? Dh’fhaodadh gun do thachair seo ann an dà dhòigh eadar-dhealaichte. An toiseach, dh’fhaodadh na searbhagan amino a bha air tighinn bho na gasaichean a bha na bolcànaichean a’ spùtadh a-mach, tighinn gu chéile agus poilipheptidean a dhèanamh air làbha a bha a’ fuarachadh, aig teas 150° C. Leaghadh na poilipheptidean sin a rithist ann an uisge nam fras, agus bhiodh iad air an giùlain chun na mara. A rithist, dh’fhaodadh poilipheptidean a bhi air an dèanamh anns a’ mhuir, aig teas na bu lugha na 100° C, ma bha, mar eisimpleir, haidrodean cyanide (HCN) an làthair, agus b’e seo stuth eile a bha dualtach a thighinn am bith bho ghasaichean an àile anns an t-sean aimsir.

Tha gach iom-oibreachadh ceimiceach a tha a’ tachairt nar ceallan air a chatailiseadh le beirmeirean. Tha beirmeirean ag obair le bhi ag atharrachadh an astair aig a bheil iom-oibreachadh a’ dol. Chan eil comas aig beirmeir toirt air nì sam bith tachairt nach robh air tachairt air a shocair ás aonais; is e sin ri ràdh, gach co-phàirteach a tha ann am fàs-bheairt bheò, faodaidh e thighinn am bith gu saor-thoileach ma tha tìde gu leòr ann. Ged a bha moileciuilean fàs-bheairteach leithid na slabhraidhean poilipheptideach, gualuisgean agus geirean air an

dèanamh air an fhior-sheann Talaimh, agus iad an uair sin a’ dol ’nam brot, — na ciad mharannan — bha na moileciuilean ceudna sin a’ briseadh sìos gu saor-thoileach. Mus tig tòrr de cho-phàirtichean fàs-bheairteach gu chéile, feumaidh na cumhachdan a tha ag iarraidh gu co-chur a bhi nas motha na ’n fheadhainn a tha ag iarraidh gu briseadh sìos. Ach bha cumhachd gu leòr ann aig an àm sin, eadar teas, sgaoileadh dealain, agus réididheachadh de chaochladh sheòrsachan, gus co-chur a dhèanamh gun sgur de stuthan beaga fàs-bheairteach. Aon uair ’s gu robh moileciuilean móra air an dèanamh, bha iad gu math na bu dorra an cur ás a chéile na moileciuilean na bu lugha. Thainig na moileciuilean móra sin, leithid na slabhraidhean poilipheptideach, gu chéile mar mheallan de chaochladh seòrsa, mar a tha prótainean, agus bha iad sin na bu dorra buileach am briseadh sìos. Dh’fhàs na meallan moileciuileach sin lìonmhor ann am prìomh mharannan na Talmhainn.

Ann an 1938, chuir A.I. Oparin air adhart an teoiric aige mu cho-thiùrradh, anns a bheil e ag ràdh gun tainig stuthan de ghnè nam prótainean gu chéile anns a’ mhuir, a dheanamh mheallan. Tha co-thiùrradh a’ ciallachadh gu bheil lionn leaghte a’ dol bho chéile gu saor-thoileach, ann an dà earrainn; anns a’ chiad earrainn tha boinneagan miocroscopach a’ fàs anns a bheil móran de mhacro-mhoileciuilean mar a tha prótainean; anns an dara earrainn tha lionn ann, gun móran de mhoileciuilean móra ann. Tha lionn leaghte anns a bheil barrachd air aon seòrsa macro-mhoileciuil a’ deanamh bhoinneagan (co-thiùrran) a tha fada fada nas iomadh-fhillte. Gabhaidh bloigheagan de’n t-seòrsa seo an dèanamh le deuchainn-ealdhain ann an obair-lann, agus ’sann a-mhàin ann am boinneagan mar seo a tha iom-oibreachadh ceimiceach a’ tachairt; mar eisimpleir, dh’fhaodadh gur h-e th’ann am prótainean co-chur o shearbhagan amino, a’ deanamh feum de’n chumhachd a leigeadh ma sgaoil le briseadh sìos nan gualuisgean.

Cha bhi geirean a’ leaghadh ann an uisge, ach a’ seòladh air uachdar. Mar sin, faodaidh gun do chruinnich fillidhean singilte de shearbhagan geireach air fillidhean uachdrach na mara. Cha bhitheadh e ro dhuilich do dh’fhilleadh de shearbhaig gheirich meamran a dhèanamh timcheall air cruinne prótain, anns an uisge, mar thoradh air gluasad nan tonn (faic an Dealbh 2). Dh’éireadh ás a seo meallan de mhoileciuilean móra a bha gan dìon, ’s gan cumail còmhla, air taobh-a- stigh seann mheamran. Bithidh cruinne de’n t-seòrsa seo a’ bòcadh ann an lionn leaghte tana, mar a tha uisge a’ dol air fheadh, agus a’ seacadh ann a lionn leaghte nas tighe, mar a tha uisge a’ sìoladh air falbh bhuaithe, dìreach mar a tha a’ tachairt ann an ceallan nam fàs-bheairt an diugh fhéin. Mar sin, ghabhadh e bhith gun deigheadh moileciuilean móra ’nam meallan, le cumadh àraidh orra, le pàirt de ghnè ceallan an là an diugh aca, fo na cùmhnantan a bha a’ riaghladh ann am muirean na seann Talmhainn. Dh’fhaodadh cruinnean mar sin a bhi air moileciuilean na bu lugha

DEALBH 2. (a) Dealbh air a’ chruth anns an teid meallan de phrótain a tha cuairtichte le meamran, nuair a bhuaileas tonn air creig. Tha am meamran air a dhèanamh de stuth geireach. (b) Diagram de’n chruth a bhios air meallan de phrótain cuairtichte le meamran, a-muigh anns an fhairge.

Spotan dubha anns an uisge = meallan prótain

Srianag bhriste = film uachdrach de stuth geireach.

fhaighinn airson co-chur, no gus cumhachd fhaotainn bhuapa, ás na muirean anns a robh iad a’ seòladh.

Ach cha bhiodh e ceart dhuinn a ràdh gu bheil na cruinnean sin beò, oir chan eil smachd aca air na h-iom-oibrichidhean ceimiceach a tha a’ tachairt ’nam broinn, agus chan eil iad a’ riaghladh comharraidhean nam “mac-cruinne” a tha a’ tighinn am bith bho bhi gan sgoltadh ann an dà phàirt no barrachd. Mus b’urrainn do mheall seo a dhèanamh, dh’fheumadh moileciuil a bhi ann, le fiosrachadh ’na structair moileciuileach a leigeadh leis chan e mhàin òrdugh a thoirt seachad gu meall de’n cheart ghnè ris fhéin a dhèanamh, ach cuideachd smachd a chumail air gach iom-oibreachadh ceimiceach a bha a’ tachairt anns a’ mheall. Tha an obair seo ga dèanamh le na searbhagan niùclasach ann an ceallan an là an diugh. Mar sin, dh’fheumadh na meallan sin searbhag niùclasach a bhi aca mun tugamaid idir idir an t-ainm dhaibh a bhi beò.