Τα αμινοξέα αποτελούν τη βάση των πρωτεϊνών και των ενζύμων που τροφοδοτούν όλη τη βιολογική δραστηριότητα. Οι επιστήμονες αμφισβήτησαν εδώ και καιρό εάν αυτά τα απαραίτητα μόρια προήλθαν από τη Γη ή παραδόθηκαν από το διάστημα
Νέα έρευνα δείχνει ότι τα αμινοξέα, τα θεμελιώδη συστατικά της ζωής, μπορεί να έχουν φτάσει στη Γη μεταφερόμενα από διαστρικούς κόκκους σκόνης, συμβάλλοντας πιθανώς στην προέλευση της ζωής όπως τη γνωρίζουμε.
Δοκιμή επιβίωσης αμινοξέων στο διάστημα
Σε μια μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ο Stephen Thompson, ο κύριος επιστήμονας δέσμης του I11, και η Sarah Day, επιστήμονας δέσμης I11, ερεύνησαν εάν αμινοξέα όπως η γλυκίνη και η αλανίνη μπορούσαν να αντέξουν το ακραίο περιβάλλον του διαστήματος και τελικά να προσκολληθούν στη Γη.
Τα αμινοξέα αποτελούν τη βάση των πρωτεϊνών και των ενζύμων που τροφοδοτούν όλη τη βιολογική δραστηριότητα. Οι επιστήμονες αμφισβήτησαν εδώ και καιρό εάν αυτά τα απαραίτητα μόρια προήλθαν από τη Γη ή παραδόθηκαν από το διάστημα και τα νέα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η κοσμική σκόνη μπορεί να χρησίμευε ως σημαντικός μηχανισμός μεταφοράς.
Για να δοκιμάσουν αυτή την ιδέα, οι ερευνητές δημιούργησαν μικροσκοπικούς κόκκους άμορφου πυριτικού μαγνησίου, που είναι ένα κοινό συστατικό της κοσμικής σκόνης, και τοποθέτησαν αμινοξέα γλυκίνη, αλανίνη, γλουταμινικό οξύ και ασπαρτικό οξύ στις επιφάνειές τους. Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποίησε υπέρυθρη φασματοσκοπία και περίθλαση σκόνης ακτίνων Χ σύγχροτρον για να παρατηρήσει πώς ανταποκρίθηκαν τα μόρια όταν θερμάνθηκαν οι κόκκοι πυριτικού, αντιγράφοντας τη σταδιακή θέρμανση που βιώνει η σκόνη καθώς κινούνταν στο πρώιμο ηλιακό σύστημα.
Τι έδειξαν τα πειράματα;
Τα πειράματα έδειξαν ότι μόνο η γλυκίνη και η αλανίνη παρέμειναν προσκολλημένες στα πυριτικά σωματίδια. Και οι δύο σχημάτισαν κρυσταλλικές δομές, και ειδικότερα η αλανίνη παρέμεινε σταθερή ακόμα και σε θερμοκρασίες που υπερέβαιναν κατά πολύ το σημείο τήξης της. Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης διαφορές μεταξύ των δύο μορφών αλανίνης με κατοπτρική εικόνα (L- και D-αλανίνη), με την L-αλανίνη να αντιδρά πιο έντονα στη θερμότητα από τη μορφή D. Η γλυκίνη συμπεριφέρθηκε διαφορετικά, αποσπώντας από την επιφάνεια του πυριτικού άλατος σε θερμοκρασίες κάτω από το κανονικό όριο αποσύνθεσής της, γεγονός που υποδηλώνει ότι διαχωρίζεται από τον κόκκο αντί να διασπάται χημικά.
Για να διερευνήσει περαιτέρω τον ρόλο της χημείας της επιφάνειας της σκόνης, η ομάδα παρήγαγε δύο σετ κόκκων άμορφου πυριτικού και υπέστη θερμική επεξεργασία ένα σετ πριν προσθέσει τα αμινοξέα. Αυτή η διαδικασία αφαίρεσε άτομα υδρογόνου από την επιφάνεια, δημιουργώντας πυριτικά άλατα με διακριτές επιφανειακές ιδιότητες. Αυτές οι διαφορές βρέθηκαν να επηρεάζουν τις θερμοκρασίες στις οποίες απελευθερώθηκαν τα αμινοξέα, υπογραμμίζοντας πόσο λεπτές παραλλαγές στη σύνθεση της σκόνης θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη μοριακή επιβίωση στο διάστημα.
Αυτές οι λεπτές διαφορές μπορεί να είχαν βαθιές συνέπειες για τους τύπους μορίων που σπόροι της ζωής στη Γη.
Μια κοσμική συνταγή για ζωή
Αν και η μελέτη περιοριζόταν σε ένα μόνο συστατικό κοσμικής σκόνης, τα ευρήματα θα μπορούσαν να υποδεικνύουν την ύπαρξη ενός πιθανού «αστρονομερολογικού μηχανισμού επιλογής», μιας φυσικής διαδικασίας φιλτραρίσματος όπου το περιορισμένο εύρος των διαθέσιμων επιφανειών κόκκων σκόνης σημαίνει ότι μόνο συγκεκριμένα αμινοξέα προσκολλώνται στους κόκκους σκόνης. Τα αμινοξέα σχηματίζονται μέσα στους παγωμένους μανδύες που καλύπτουν τους κόκκους της κοσμικής σκόνης και ένας τέτοιος μηχανισμός θα μπορούσε να λειτουργήσει καθώς οι μανδύες του πάγου εξαχνώνονται στο διάστημα, μαζί με τα αμινοξέα μέσα τους, όταν οι κόκκοι της σκόνης διασχίζουν τη λεγόμενη «γραμμή του χιονιού» και συναντούν τις θερμότερες, εσωτερικές περιοχές του πρώιμου ηλιακού συστήματος. Αυτό, με τη σειρά του, θα μπορούσε να έχει επηρεάσει ποια μόρια τελικά παραδόθηκαν στη Γη, διαμορφώνοντας το πρώιμο οργανικό απόθεμα του πλανήτη.
Η μελέτη υποστηρίζει την ιδέα ότι τα αμινοξέα που σχηματίζονται σε διαστρικούς μανδύες πάγου θα μπορούσαν να έχουν μεταφερθεί σε κόκκους πυριτικής σκόνης και να έχουν επιβιώσει αρκετά ώστε να παραδοθούν στη Γη. Αυτό πιθανότατα θα συνέβαινε μεταξύ 4,4 και 3,4 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, μια περίοδος που περιορίστηκε από το σχηματισμό του φλοιού της Γης και των ωκεανών μετά το τέλος του λεγόμενου όψιμου βαρύ βομβαρδισμού και την εμφάνιση στο γεωλογικό αρχείο των πρώτων μικροαπολιθωμάτων.
Δείγματα που αποκάλυψε η έρευνα
Μικρομετεωρίτες της Ανταρκτικής και δείγματα από κομήτες όπως ο Wild 2 και ο 67P/Churyumov–Gerasimenko έχουν δείξει υψηλές συγκεντρώσεις οργανικού υλικού, συμπεριλαμβανομένων των αμινοξέων. Επιπλέον, αν και οι κρούσεις από κομήτες και αστεροειδείς, που αμφότεροι περιέχουν αμινοξέα, θα συνέβαιναν εκείνη την εποχή, η εισροή μικρομετεωριτών πιστεύεται ότι ήταν τόσο υψηλή που ήταν πιθανό να ήταν η κυρίαρχη πηγή οργανικού άνθρακα στην πρώιμη Γη. Αυτή η βροχή της επιφάνειας της Γης με διαστημική σκόνη πλούσια σε πρόδρομες ουσίες της ζωής, πιστεύεται ότι αντιστάθμισε δυνητικά τις περιορισμένες ποσότητες αμινοξέων που παράγονται μόνο από την επίγεια σύνθεση, επιτρέποντας την έναρξη της ζωής στη Γη.
Η έρευνα της ομάδας προσθέτει ένα ζωτικό κομμάτι στο παζλ της προέλευσης της ζωής. Δείχνει ότι οι διαστρικοί κόκκοι σκόνης δεν είναι απλώς φορείς μορίων – μπορούν να επηρεάσουν ενεργά ποιες οργανικές ουσίες επιβιώνουν και φτάνουν σε πλανήτες όπως η Γη. Κατανοώντας αυτές τις διαδικασίες, οι επιστήμονες μπορούν να κατανοήσουν καλύτερα πώς μπορεί να εμφανιστεί η ζωή αλλού στο σύμπαν.
Η μελέτη υπογραμμίζει επίσης τη σημασία της διεπιστημονικής επιστήμης, που συνδυάζει την αστρονομία, τη χημεία και τη γεωλογία μαζί με την προηγμένη εμπειρία νοητικές τεχνικές που διατίθενται σε μεγάλης κλίμακας ερευνητικές εγκαταστάσεις όπως το Diamond, για να διερευνήσουν ένα από τα παλαιότερα ερωτήματα της ανθρωπότητας σχετικά με την προέλευση της ζωής.
www.worldenergynews.gr
