Μικροσκοπικοί κόκκοι σκόνης από τον αστεροειδή Bennu, ίσως μας δώσουν στοιχεία για τη δημιουργία ζωής στο Σύμπαν. Τα νέα δεδομένα που αποκομίζουν οι επιστήμονες από τα δείγματα του Bennu, διαμορφώνουν τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες πιστεύουν πως σχηματίζονται τα συστατικά ζωής, στο διάστημα.
Προηγουμένως, οι επιστήμονες είχαν εντοπίσει αμινοξέα στα δείγματα, που είναι απαραίτητα συστατικά της ζωής, σε ένα μέρος των βράχων ηλικίας 4.6 δισεκατομμυρίων ετών, από τον αστεροειδή Bennu. Τα δείγματα αυτά έφτασαν στη Γη το 2023, από την αποστολή OSIRIS-REx της NASA, που έφτασε στον αστεροειδή και συνέλλεξε δείγματα από την επιφάνειά του.
Τα δομικά συστατικά της ζωής πέρα από τη Γη
Η εύρεση των συστατικών όμως, επιβεβαίωσε πως τα βασικά συστατικά της ζωής, υπάρχουν και πέρα από της Γη, όμως ο τρόπος που σχηματίστηκαν παραμένει ασαφής. Τώρα όμως, νέα έρευνα με επικεφαλής επιστήμονες του Penn State, δείχνει πως αυτά τα αμινοξέα ενδέχεται να εμφανίστηκαν σε εξαιρετικά ψυχρές και πλούσιες σε ακτινοβολία συνθήκες, από τις πρώτες μέρες του ηλιακού συστήματος.
Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στις 9 Φεβρουαρίου, στο Proceedings of the National Academy of Sciences και σε αυτά βλέπουμε πως πολλά αμινοξέα που βρέθηκαν στον Bennυ, δεν σχηματίστηκαν από τις διαδικασίες που υπέθετε από καιρό. Αντιθέτων, φαίνεται πως έχουν δημιουργηθεί σε αρκετά σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες, εντελώς αντίθετες από εκείνες που περίμεναν οι επιστήμονες.
«Τα αποτελέσματά μας ανατρέπουν το σενάριο σχετικά με το πώς συνήθως πιστεύαμε ότι σχηματίζονταν τα αμινοξέα στους αστεροειδείς», δήλωσε η Allison Baczynski, επίκουρη καθηγήτρια γεωεπιστημών στο Penn State και συν-επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας. «Φαίνεται τώρα ότι υπάρχουν πολλές συνθήκες όπου μπορούν να σχηματιστούν αυτά τα δομικά στοιχεία της ζωής, όχι μόνο όταν υπάρχει ζεστό υγρό νερό. Η ανάλυσή μας έδειξε ότι υπάρχει πολύ μεγαλύτερη ποικιλομορφία στις οδούς και τις συνθήκες υπό τις οποίες μπορούν να σχηματιστούν αυτά τα αμινοξέα».
Μελέτη των δειγμάτων του Bennu σε ατομικό επίπεδο
Οι ερευνητές μελέτησαν μια πολύ μικρή ποσότητα του δείγματος, που είχε υλικό όσο περίπου χωράει σε ένα κουταλάκι του γλυκού. Έκαναν χρήση πολύ εξειδικευμένων οργάνων, για την ανίχνευση ισότοπων ή την εύρεση ανεπαίσθητων διαφορών στην ατομική μάζα, ώστε να αναλύσει με μεγάλη λεπτομέρεια τη χημεία των δειγμάτων. Οι ερευνητές επικεντρώθηκαν κυρίως στην γλυκίνη, το πιο κοινό και απλό αμινοξύ και ένα από τα βασικά μοριακά συστατικά, που απαιτούνται για τη δημιουργία ζωής.
Τα αμινοξέα όταν συνδέονται σχηματίζουν πρωτεΐνες, που αυτές με τη σειρά τους είναι υπεύθυνες για όλες τις βιολογικές λειτουργίες, από τη δημιουργία κυττάρων, μέχρι την πρόκληση χημικών αντιδράσεων σε έναν οργανισμό. Η γλυκίνη ήταν ιδανική για αναζήτηση, αφού είναι πολύ απλή, ενώ ταυτόχρονα είναι απαραίτητη για τη ζωή. Αυτό την κάνει ιδανική για την ανίχνευση των πρώιμων χημικών διεργασιών, που έγιναν λίγο πριν την έναρξη της ζωής.
Η Baczynski εξηγεί πως η γλυκίνη μπορεί να σχηματιστεί μέσω πολλών και διαφόρων χημικών σεναρίων και αποτελεί πολλές φορές δείκτης της πρώιμης πρεβιοτικής χημείας. Όταν η γλυκίνη βρίσκεται σε αστεροειδείς ή κομήτες, ενισχύεται η ιδέα ότι ορισμένα από τα θεμελιώδη μόρια της ζωής μπορεί να έχουν σχηματιστεί στο διάστημα και αργότερα να έχουν φτάσει στη Γη.
Ο τρόπος σχηματισμού αμινοξέων στο διάστημα επανεξετάζεται
Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες πίστευαν ότι η γλυκίνη σχηματιζόταν κυρίως μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως σύνθεση Strecker. Σε αυτό το σενάριο, το υδροκυάνιο, η αμμωνία και οι αλδεΰδες ή οι κετόνες αντιδρούν σε υγρό νερό. Ωστόσο, τα δείγματα Bennu λένε μια διαφορετική ιστορία. Οι ισοτοπικές υπογραφές υποδηλώνουν ότι η γλυκίνη στο Bennu μπορεί να σχηματίστηκε χωρίς υγρό νερό, αλλά αντίθετα να αναπτύχθηκε σε νερό σε μορφή πάγου που εκτέθηκε σε ακτινοβολία στις εξωτερικές περιοχές του πρώιμου ηλιακού συστήματος.
«Εδώ στο Penn State, έχουμε τροποποιήσει τον εξοπλισμό που μας επιτρέπει να κάνουμε ισοτοπικές μετρήσεις σε πολύ χαμηλές αφθονίες οργανικών ενώσεων όπως η γλυκίνη», δήλωσε ο Baczynski. «Χωρίς την πρόοδο στην τεχνολογία και τις επενδύσεις σε εξειδικευμένα όργανα, δεν θα είχαμε κάνει ποτέ αυτή την ανακάλυψη».
Οι συγκρίσεις του Bennu με τον διάσημο μετεωρίτη Murchison
Για δεκαετίες η επιστημονική κοινότητα βασιζόταν στους μετεωρίτες που είναι πλούσιοι σε άνθρακα, για να μελετήσουν αμινοξέα που ήρθαν από το διάστημα. Πρόκειται για διαστημικού βράχους που έπεσαν στη Γη από το διάστημα και ένα από τα πιο γνωστά παραδείγματα είναι ο μετεωρίτης Murchison, που έπεσε στην Αυστραλία το 1969. Τώρα όμως, η ομάδα του Penn State έκανε συγκρίσεις στα αμινοξέα που βρέθηκαν στον Bennu, με αυτά που ανακαλύφθηκαν από τον Murchison.
Η NASA ανακαλύπτει «διαστημική τσίχλα» και σάκχαρα «κρίσιμα για τη ζωή» σε δείγματα από τον Bennu
Η σύγκριση έδειξε τρομερές αντιθέσεις και διαφορές ανάμεσά τους. Τα αμινοξέα του που βρέθηκαν στον μετεωρίτη Murchison έχουν σχηματιστεί σε περιβάλλοντα που περιείχαν νερό σε υγρή μορφή και ήπιες θερμοκρασίες. Πρόκειται για συνθήκες που συναντάμε στη Γη και υπήρχαν στο σώμα από το οποίο προερχόταν.
«Ένας από τους λόγους για τους οποίους τα αμινοξέα είναι τόσο σημαντικά είναι επειδή πιστεύουμε ότι έπαιξαν μεγάλο ρόλο στο πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη», δήλωσε η Ophélie McIntosh, μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο Τμήμα Γεωεπιστημών του Penn State και συν-επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας. «Αυτό που αποτελεί πραγματική έκπληξη είναι ότι τα αμινοξέα στο Bennu παρουσιάζουν ένα πολύ διαφορετικό ισοτοπικό πρότυπο από αυτά στο Murchison, και αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι τα γονικά σώματα του Bennu και του Murchison πιθανότατα προήλθαν από χημικά διακριτές περιοχές του ηλιακού συστήματος».
Τα νέα ευρήματα φέρνουν νέα μυστήρια για τις χημικές αρχές της ζωής
Τα νέα ευρήματα φέρνουν νέα ερωτήματα και αυτό είναι πολύ θετική εξέλιξη για την επιστήμη, καθώς έχουμε νέες πτυχές να διερευνήσουμε. Τα αμινοξέα υπάρχουν σε δύο μορφές κατοπτρισμού, παρόμοιες με το αριστερό και το δεξί χέρι. Οι επιστήμονες προηγουμένως υπέθεταν ότι αυτές οι ζευγαρωμένες μορφές θα μοιράζονταν πανομοιότυπα ισοτοπικά χαρακτηριστικά. Στα δείγματα Bennu, ωστόσο, οι δύο μορφές κατοπτρισμού του γλουταμινικού οξέος εμφανίζουν δραματικά διαφορετικές τιμές αζώτου.
Ο λόγος που αυτά τα χημικά πανομοιότυπα, αλλά κατοπτρικά μόρια, φέρνουν τόσο διαφορετικές υπογραφές, παραμένει προς το παρόν άγνωστος. Αν καταφέρουμε όμως να βρούμε τι λύση αυτού του γρίφου, θα μπορεί να μας αποκαλύψει περισσότερα για το πως σχηματίστηκαν τα δομικά συστατικά της ζωής, σε όλο το ηλιακό σύστημα.
«Έχουμε περισσότερες ερωτήσεις τώρα παρά απαντήσεις», είπε ο Baczynski. «Ελπίζουμε ότι μπορούμε να συνεχίσουμε να αναλύουμε μια σειρά από διαφορετικούς μετεωρίτες για να εξετάσουμε τα αμινοξέα τους. Θέλουμε να μάθουμε αν συνεχίζουν να μοιάζουν με τους Murchison και Μπένου ή ίσως υπάρχει ακόμη μεγαλύτερη ποικιλομορφία στις συνθήκες και τις οδούς που μπορούν να δημιουργήσουν τα δομικά στοιχεία της ζωής».
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Proceedings of the National Academy of Sciences.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
