Nowe badania potwierdzają, że prekursory białek mogą tworzyć się spontanicznie w przestrzeni międzygwiazdowej, co wzmacnia teorie na temat pochodzenia życia i ułatwia poszukiwania życia pozaziemskiego.
Przez dziesięciolecia naukowcy debatowali nad tym, jak powstały na Ziemi pierwsze złożone cząsteczki organiczne. Jedna z wiodących hipotez sugeruje, że kluczowe składniki życia mogły pochodzić z kosmosu i zostać dostarczone przez meteoryty. Niedawne badanie opublikowane w czasopiśmie Nature Astronomy dostarcza mocnych dowodów na poparcie tej tezy: Aminokwasy, podstawowe jednostki białek, mogą łączyć się, tworząc wiązania peptydowe w surowym środowisku kosmicznym. Jest to pierwszy krok w kierunku tworzenia bardziej złożonych cząsteczek, takich jak enzymy i białka komórkowe.
Koktajl chemiczny dla najmłodszych
Wczesne życie zależało od złożonej mieszaniny cząsteczek, w tym aminokwasów, cukrów i RNA. Pytanie, jak powstały te proste związki, pozostaje główną tajemnicą astrobiologii. Odkrycie glicyny, najprostszego aminokwasu, w kometach i meteorytach (w tym w próbkach z misji NASA OSIRIS-REx do asteroidy Bennu) od dawna sugerowało pozaziemskie pochodzenie. Jednak w tych ciałach niebieskich nie odkryto jeszcze bardziej złożonych cząsteczek, takich jak dipeptydy – dwa połączone razem aminokwasy.
I tutaj wkraczają w grę nowe badania: Przestrzeń międzygwiazdowa, ze swoim wysokim poziomem promieniowania, stymuluje niezwykłą chemię, która teoretycznie mogłaby ułatwić tworzenie większych, bardziej złożonych cząsteczek. Jak wyjaśnia Alfred Hopkinson, główny autor badania: „Gdyby aminokwasy mogły łączyć się w przestrzeni i osiągać kolejny poziom złożoności… kiedy zostaną przeniesione na powierzchnię planety, powstanie życia byłoby jeszcze korzystniejszym punktem wyjścia.”
Odtwarzanie przestrzeni w laboratorium
Aby to przetestować, naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus w Danii współpracowali z ośrodkiem cyklotronowym HUN-REN Atomki na Węgrzech. Symulowali warunki kosmiczne, bombardując kryształki lodu pokryte glicyną wysokoenergetycznymi protonami w ekstremalnie niskich temperaturach (-423,67°F). Wykorzystując zaawansowane techniki spektroskopowe i spektrometrii masowej, przeanalizowali powstałe produkty.
Eksperyment potwierdził, że cząsteczki glicyny reagują, tworząc dipeptyd zwany glicyloglicyną, co dowodzi, że wiązania peptydowe mogą tworzyć się spontanicznie w przestrzeni. Zespół wykorzystał znaczniki deuterowe, aby precyzyjnie śledzić interakcje tych cząsteczek.
Poza dipeptydami: nieoczekiwana złożoność
Badanie ujawniło coś więcej niż tylko dipeptydy. Naukowcy wstępnie zidentyfikowali także N-formyloglicynoamid, podjednostkę stosowaną w produkcji elementów budulcowych DNA, co sugeruje, że w przestrzeni może powstać szerszy zakres cząsteczek organicznych.
To odkrycie ma kluczowe znaczenie, ponieważ poszerza zakres potencjalnych ścieżek pochodzenia życia. „Jeśli utworzysz tak ogromną gamę różnych typów cząsteczek organicznych, może to wpłynąć na pochodzenie życia w sposób, o którym wcześniej nie myśleliśmy” zauważa Hopkinson. Konsekwencje mogą zmienić nasze rozumienie wczesnych warunków ziemskich.
Zespół bada obecnie, czy inne aminokwasy mają ten sam wzór, co potencjalnie prowadzi do powstania różnych peptydów o unikalnych właściwościach chemicznych.
Badanie to dostarcza przekonujących dowodów na to, że elementy składowe życia mogą tworzyć się w realistycznych środowiskach kosmicznych, zwiększając możliwości pojawienia się życia zarówno na Ziemi, jak i poza nią.
