โลกของ RNA

โลกของ RNA

นักวิทยาศาสตร์เชื่อโลกในยุคแรกๆ เป็นโลกของกรดนิวคลีอิก กรดนิวคลีอิกจำนวนมากและหลากหลายกำเนิดขึ้นเองภายใต้สภาพแวดล้อมที่เหมาะสม บรรยากาศโลกในยุคดึกดำบรรพ์นั้น ปัญหาสำคัญคือ กรดนิวคลีอิกแรกเริ่มของโลกนี้เป็นประเภทใดระหว่าง RNA ซึ่งเป็นโมเลกุลสายเดี่ยวที่ไม่ยาวและไม่สลับซับซ้อนมากนัก หรือจะเป็น DNA ซึ่งเป็นโมเลกุลสายเกลียวคู่ซึ่งมีความยาวและความสลับซับซ้อนมากกว่า

ในอดีตนั้น จากความรู้ทางชีวเคมีและอณูชีววิทยา เรารู้ว่า DNA นั้นเป็นแหล่งรวมข้อมูลทางพันธุกรรมในทุกสิ่งมีชีวิตแต่ไม่มีคุณสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมี ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบบทบาททางชีวภาพของ RNA มากนักนิกจากการเป็นตัวกลางของการส่งต่อข้อมูลจาก DNA ไปยังโปรตีน จนกระทั่งประมาณปี 1970 มีนักวิทยาศาสตร์ค้นพบคุณสมบัติในการเร่งปฏิกิริยาเคมีของ RNA โดยตั้งชื่อว่า ribozyme ซึ่งสามารถตัดโมเลกุลของตนเองหรือ RNA ตัวอื่นได้ การค้นพบดังกล่าวนี้นำไปสู่ทฤษฎีที่ว่า RNA ที่อุบัติขึ้นมาในยุคแรกน่าจะเป็นสารประกอบที่มีคุณสมบัติพิเศษ 2 อย่างภายในตนเองคือ สามารถจำลองแบบตนเองและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเคมีได้

หากทฤษฎีข้างต้นเป็นจริง นั่นหมายความว่า โลกในยุคแรกก่อนที่จะมีสิ่งมีชีวิตอุบัติขึ้นคงจะมี RNA อยู่ในธรรมชาติในปริมาณที่มากพอควร RNA ดังกล่าวมีการพัฒนาทางด้านโครงสร้างจนมีคุณสมบัติที่สามารถจำลองตนเองได้โดยอาศัยการช่วยตัวเองจากคุณสมบัติในการเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา มีการเกิด RNA รูปแบบสายใหม่ๆ ที่แตกต่างกันออกไป บางรูปแบบมีความคงทนต่อสภาวะมากกว่า บางรูปแบบมีคุณสมบัติในการจำลองตนเองมากกว่า ก่อให้เกิดความเหลื่อมล้ำและเกิดการคัดเลือกทางโมเลกุล (molecular selection) เพื่อให้ได้รูปแบบโมเลกุลที่เหมาะสมที่สุด ในปี 1986 วอลเตอร์ กิลเบิร์ต (Walter Gilbert-คนที่พัฒนาเทคนิค DNA sequencing) จึงตั้งชื่อยุคนั้นว่าเป็น “โลกของ RNA” 

จากทฤษฎีโลกของ RNA การแข่งขันทางเคมีของ RNA คงจะดำเนินต่อไปเรื่อยๆ ร่วมกับสารโมเลกุลอื่นๆ รอบข้างอย่าง DNA และโปรตีน ที่ผุดบังเกิดขึ้นมาในยุคแรกๆ เช่นกัน เมื่อมีวิวัฒนาการเชิงโมเลกุล (molecular evolution) มาถึงจุดที่กรดนิวคลีอิกและโปรตีนมีการประสานประโยชน์ซึ่งกันและกันได้ โดยกรดนิวคลีอิกทำหน้าที่กำหนดโครงสร้างและคุณสมบัติของโปรตีน ในขณะเดียวกันโปรตีนก็มีส่วนช่วยในการเร่งปฏิกิริยาเคมีในการจำลองตัวของกรดนิวคลีอิก จึงทำให้เกิดกฎเกณฑ์ทางธรรมชาติของการทำงานร่วมกันในที่สุด แน่นอนว่าในระหว่างนั้นก็คงมีการเปลี่ยนแปลงบทบาทให้ DNA ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ความจุของข้อมูลมากกว่า สลับซับซ้อนกว่าและมีเสถียรภาพมากกว่า เป็นสารพันธุกรรม ขณะที่ RNA ลดบทบาทลงมาเป็นตัวกลางในการถ่ายทอดข้อมูล กลไกการเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นนี้ฟังแล้วช่างน่าอัศจรรย์

อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าทฤษฎีโลกของ RNA จะฟังดูน่าเชื่อถือและมีเหตุผล แต่ข้อเสียสำคัญคือ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถทำการทดลองเพื่อพิสูจน์ทฤษฎีได้เลย สุดท้าย เราจึงไม่สามารถสรุปได้ว่า สิ่งมีชีวิตสามารถผุดบังเกิดขึ้นจากความไม่มีชีวิต บนโลกใบนี้ได้หรือไม่?

หลังจากที่หลายๆ คนมึนหัวไปกับหลายๆ ทฤษฎีและการทดลองจากฝั่ง Inevitablilist (เลี่ยงไม่ได้ต้องเกิดขึ้นอย่างแน่นอน) แล้วก็จะนำทุกคนเข้าสู่แนวคิดของอีกฝั่งบ้าง ฝั่ง Improbabilist (ยากที่จะเป็นไปได้) นั่นกล่าวว่า สิ่งมีชีวิตมีกำเนิดมาจากนอกโลก ที่ฟังได้สบายๆ และปวดหัวน้อยกว่า น่าแปลกที่แนวคิดของฝั่งนี้มีทฤษฎี คำอธิบายที่สมเหตุผลน้อยกว่าแต่กลับมีหลักฐานเชิงประจักษ์มากกว่า