Przejdź do treści

Pozaziemskie pochodzenie życia? Niekoniecznie

Wizja meteoroidów dostarczających elementy DNA na pradawną Ziemię. Poszczególne molekuły są pokazane na rysunkach: atomy wodoru są białe, węgla – czarne, azotu – niebieskie, a tlenu – czerwone. Źródło: NASA Goddard / CI Lab / Dan Gallagher

Nowa metoda badawcza wskazuje na obecność elementów strukturalnych łańcucha DNA w meteorytach. Naukowcy przypuszczają na tej podstawie, że te życionośne cząsteczki mogły uformować się w najwcześniejszych latach istnienia Układu Słonecznego.

Początki rozwoju życia na Ziemi nie są do dziś wyjaśnione. Czy powstało ono spontanicznie w kominach hydrotermalnych, czy może po uderzeniu pioruna w zbiornik wodny z mulistą mieszaniną sprzyjających temu cząstek? Jak to się stało, że wszystkie niezbędne składniki znalazły się we właściwym miejscu i czasie? Czy pojawienie się życia było nieuniknione?

Co pewien czas powraca też temat pozaziemskiego pochodzenia życia. Idea ta nie jest nowa. W skrócie chodzi w niej o to, że niektórych z jego niezbędnych elementów składowych – określonych cząsteczek – na Ziemię mogły dostarczyć... meteoryty.

Przed dziesięcioma laty naukowcy z NASA i innych ośrodków zastosowali najnowocześniejsze techniki do przyjrzenia się bliżej meteorytom i odkrycia w nich przekonujących naukowo dowodów na obecność kilku cząsteczek uważanych za typowo budujące organizmy żywe, w tym składników kwasów nukleinowych – guaniny i adeniny, wchodzących w skład samego DNA. Choć wówczas nie znaleziono w kosmicznych skałach wszystkiego, co jest niezbędne do zapisania i odtworzenia informacji genetycznej, odkrycie to pozwoliło zespołowi ustalić, że również na planetoidach zachodzą aktywne procesy chemii organicznej.

Teraz, po dekadzie, astrochemik Yasuhiro Oba z Uniwersytetu Hokkaido i jego zespół przeanalizowali trzy meteoryty i znaleźli w nich coś zupełnie nowego. Oprócz wcześniej wykrytych związków purynowych zespół odkrył tam „brakujące” wcześniej zasady pirymidynowe: cytozynę, uracyl i tyminę, które tworzą resztę łańcucha DNA i RNA. Aby tego dokonać, opracowano wcześniej nową, łagodniejszą metodę chemicznej ekstrakcji molekuł.

Pomysł zespołu polegał na zmianie sposobu ich pozyskiwania z naturalnych próbek substancji. Przez długi czas uważano, że najlepszy jest w tym celu gorący kwas mrówkowy. Jednak zdarzało się, że ten sam kwas rozkłada poszukiwane cząsteczki organiczne. Zamiast tego zastosowano więc ultradźwięki.

W metodzie ultradźwiękowej intensywne fale ultradźwiękowe przechodzą przez zimną ciecz, tworząc w niej fale uderzeniowe, które sortują cząsteczki w takim ośrodku. Kiedy grupa Oba zastosowała tę technikę na próbkach drobno sproszkowanych meteorytów, okazało się, że wykryto w nich dużo większą różnorodność cząsteczek organicznych. W jaki jednak sposób naukowcy mogą stwierdzić, że cząsteczki organiczne, na przykład nukleotydy lub ich części, są rzeczywiście pochodzenia pozaziemskiego?

Grupa Oba oceniła to bezpośrednio na przykładzie jednego z meteorytów, z których pobrano próbki: słynnego meteorytu Murchison odkrytego w 1969 roku w Australii. Badacze porównali glebę z krateru uderzeniowego Murchison z próbką meteorytu, aby upewnić się, że wykryte związki dotarły do Ziemi wraz z impaktorem i nie mogły pochodzić z niej samej. W próbce okolicznej gleby zidentyfikowano wprawdzie pewne elementy nukleotydów, ale ich stężenie i rozkład molekularny wyraźnie różniły się od tych, które wykryto w meteorycie.

Meteoryt Murchison liczy sobie 7 miliardów lat, a zatem formował się, gdy Słońce było jeszcze protogwiazdą. Obecność pierwotnych cząsteczek pochodzenia organicznego w tej kosmicznej skale (a nie w miejscu jej upadku) może silnie wspierać koncepcję, zgodnie z którą życie na Ziemi ma pochodzenie pozaziemskie. Jednak nie jest to w żadnym wypadku dowód ostateczny. Michael Callahan, który przeprowadził opisane analizy związków organicznych w meteorytach, twierdzi, że nowe badania po prostu zwiększyły wcześniejsze granice wykrywalności i umożliwiły identyfikację pirymidyn. Ostrzega też, że pirymidyny występują w meteorytach w tak niskich stężeniach, że obecny wynik uniemożliwia wyciągnięcie bardziej precyzyjnych wniosków.

Z drugiej strony nie jest jasne, czy badane meteoryty są faktycznie reprezentatywne dla ogólnej populacji skał kosmicznych, które docierają na Ziemię lub spadały na nią w odległej przeszłości. Misje powrotne z planetoid Ryugu i Bennu pomogą nam zapewne lepiej zrozumieć ewolucję pozaziemskich cząsteczek organicznych. Metody opracowane teraz przez zespół Oby mogą z kolei okazać się nieocenione w określeniu rzeczywistego składu tych pierwotnych planetoid, a także pochodzenia złożonych cząsteczek organicznych obecnych w przestrzeni międzygwiezdnej.

Podsumowując: wciąż nie jesteśmy w stanie jednoznacznie powiedzieć, jakie jest pochodzenie życia na Ziemi, ale najnowsze badania uzupełniają listę związków chemicznych, które mogły być obecne na wczesnej Ziemi jeszcze przed rozwinięciem się na niej istot żywych.

 

Czytaj więcej:


Źródło: Skyandtelescope.org

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na ilustracji: Wizja meteoroidów dostarczających elementy DNA na pradawną Ziemię. Poszczególne molekuły są pokazane na rysunkach: atomy wodoru są białe, węgla – czarne, azotu – niebieskie, a tlenu – czerwone. Źródło: NASA Goddard / CI Lab / Dan Gallagher.

Reklama