Οργανικές ενώσεις και μέταλλα απαραίτητα για τη ζωή στη Γη σε πρωτοφανή δείγματα που συλλέχθηκαν από τον κοντινό μας αστεροειδή Bennu, εντόπισαν ερευνητές, ενισχύοντας την ιδέα ότι οι αστεροειδείς πιθανότατα μετέφεραν τα δομικά στοιχεία της ζωής στον πλανήτη μας, νωρίς στην ιστορία του.

Τα δείγματα παρέχουν επίσης ένα παράθυρο για την κατανόηση του είδους των χημικών και βιολογικών διεργασιών που ήταν ήδη σε εξέλιξη καθώς οι διαστημικοί βράχοι εξοστρακίζονταν παντού τις πρώτες ημέρες του ηλιακού συστήματος.

Διαβασε ακομα

Δεν είμαστε μόνοι στο σύμπαν: Λύθηκε το μεγαλύτερο μυστήριο για το πώς ξεκίνησε η ζωή

Οι προκαταρκτικές αναλύσεις των δειγμάτων βράχου και σκόνης έδειξαν πέρυσι ότι ο αστεροειδής περιείχε νερό καθώς και άνθρακα, άζωτο κι άλλη οργανική ύλη, ωστόσο η χημική σύνθεσή του ήταν σε μεγάλο βαθμό άγνωστη.

Τώρα, νέα έρευνα αποκάλυψε ότι ο αστεροειδής περιέχει πολλά από τα χημικά δομικά στοιχεία της ζωής, όπως αμινοξέα και συστατικά που βρίσκονται στο DNA, δήλωσε ο Dr Daniel P. Glavin, ανώτερος επιστήμονας για τα δείγματα που επιστρέφουν στο Goddard Space Flight Center της NASA στο Greenbelt του Μέριλαντ.

«Όλο αυτό είναι πολύ συναρπαστικό γιατί υποδηλώνει ότι αστεροειδείς όπως ο Bennu κάποτε λειτουργούσαν σαν γιγάντια χημικά εργοστάσια στο διάστημα και θα μπορούσαν επίσης να είχαν παραδώσει τα πρώτα συστατικά για τη ζωή στη Γη και σε άλλα σώματα στο ηλιακό μας σύστημα», δήλωσε ο Glavin, επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης σχετικά με τα δείγματα που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Astronomy.

Επιπλέον, οι συγγραφείς μιας ξεχωριστής εργασίας που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature ανακάλυψαν άλατα και μέταλλα ζωτικής σημασίας για τη ζωή, συμπεριλαμβανομένων μερικών που δεν έχουν ξαναδεί σε δείγματα αστεροειδών, μέσα στους βράχους του Bennu – καθώς και τον ρόλο που έπαιζε το αρχαίο νερό στον αστεροειδή.

Τα αποτελέσματα και των δύο ερευνών που κοινοποιήθηκαν την Τετάρτη (29/01) κατά τη διάρκεια συνέντευξης Τύπου της NASA, παρουσιάζουν μια «πρωτοποριακή επιστημονική ανακάλυψη», δήλωσε ο Nicky Fox, συνεργάτης της Διεύθυνσης Επιστημονικής Αποστολής της NASA.

«Αυτές οι δύο εργασίες πάνε χέρι-χέρι για να πουν ότι ο Bennu ήταν ένα πολύ πιο ενδιαφέρον και περίπλοκο μέρος από ό,τι πιθανώς πιστεύαμε πριν από έξι μήνες» δήλωσε ο Dr. Tim McCoy, συν-επικεφαλής της μιας μελέτης και επιμελητής μετεωριτών στο Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian.

Η εξωγήινη βιολογία

Ο Bennu είναι ένας πλούσιος σε άνθρακα διαστημικός βράχος γνωστός ως αστεροειδής συντριμμιών. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι ο Bennu ήταν κάποτε μέρος ενός μεγαλύτερου «γονικού» αστεροειδούς που έχασε μερικά κομμάτια λόγω πρόσκρουσης. Στη συνέχεια, αυτά τα κομμάτια που είχαν ανατιναχτεί ενώθηκαν, σαν ένας σωρός βραχωδών ερειπίων που συγκρατούνται ασθενώς μεταξύ τους από τη βαρύτητα.

Το δείγμα συλλέχθηκε από τον Bennu τον Οκτώβριο του 2020 σε μια αποστολή της NASA που ονομάστηκε OSIRIS-REx ή Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification και Security-Regolith Explorer.

Ήταν η πρώτη φορά που οι ΗΠΑ έστειλαν διαστημόπλοιο προκειμένου να προσγειωθεί για λίγο σε έναν αστεροειδή και να συλλέξει υλικό. Στη συνέχεια, το διαστημικό σκάφος OSIRIS-REx έριξε μια κάψουλα στη Γη, τον Σεπτέμβριο του 2023, με αλεξίπτωτο και συγκεκριμένα στην έρημο της Γιούτα.

Μια ομάδα ερευνητών εργάστηκε για να ανακτήσει προσεκτικά την κάψουλα, διασφαλίζοντας ότι τα δείγματα μέσα παρέμειναν παρθένα και πλήρως σφραγισμένα έναντι οποιασδήποτε ατμόσφαιρας και περιβάλλοντος της Γης που θα μπορούσε να μολύνει τους εξωγήινους βράχους και τη σκόνη ή ενδεχομένως να παραποιήσει οποιαδήποτε ανάλυση.

Οι επιστήμονες ενθουσιάστηκαν όταν συνειδητοποίησαν ότι η κάψουλα περιείχε διπλάσια από την αναμενόμενη ποσότητα υλικού, η οποία ανερχόταν σε περίπου 120 γραμμάρια, ή περίπου το βάρος μιας πλάκας σαπουνιού. Τα δείγματα χωρίστηκαν και μοιράστηκαν με ερευνητές σε όλο τον κόσμο.

Ο Glavin και η ομάδα του εντόπισαν χιλιάδες οργανικές μοριακές ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων 33 αμινοξέων, στα δείγματα που μελέτησαν. Τα αμινοξέα, ή μόρια που συνδυάζονται για να σχηματίσουν πρωτεΐνες, είναι μερικά από τα δομικά στοιχεία της ζωής.

Οι ερευνητές εντόπισαν 14 από τα 20 αμινοξέα που χρησιμοποιούνται στη βιολογία για την κατασκευή πρωτεϊνών και 19 μη πρωτεϊνικά αμινοξέα, πολλά από τα οποία είναι σπάνια ή ανύπαρκτα στη γνωστή βιολογία.

Η ομάδα του Glavin ανίχνευσε επίσης αδενίνη, γουανίνη, κυτοσίνη, θυμίνη και ουρακίλη – και οι πέντε βιολογικές νουκλεοβάσεις ή συστατικά που συνθέτουν τον γενετικό κώδικα στο DNA και το RNA.

«Όλα αυτά τα οργανικά μόρια έχουν βρεθεί στο παρελθόν σε μετεωρίτες, αλλά σε αντίθεση με τους μετεωρίτες, τα δείγματα από τον Bennu είναι παρθένα και προστατεύονταν από τη θερμότητα κατά την είσοδο στην ατμόσφαιρα και την έκθεση σε γήινη μόλυνση», εξήγησε ο Glavin. «Έχουμε λοιπόν πολύ μεγαλύτερη βεβαιότητα τώρα ότι αυτά τα χημικά δομικά στοιχεία της ζωής είναι στην πραγματικότητα εξωγήινης προέλευσης, σχηματίζονται στο διάστημα και δεν είναι ρύποι από τη Γη».

Η ομάδα του Glavin βρήκε επίσης στα δείγματα ενώσεις πλούσιες σε άζωτο και αμμωνία, υποδηλώνοντας ότι ο Bennu ήταν μέρος ενός μεγαλύτερου αστεροειδούς που σχηματίστηκε πριν από περίπου 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια στις παγωμένες, μακρινές περιοχές του ηλιακού συστήματος. Η αμμωνία είναι απαραίτητη για πολλές βιολογικές διεργασίες.

Ο πάγος αμμωνίας είναι πιο σταθερός όσο πιο μακριά βρίσκεται από μια πηγή θερμότητας, όπως ο ήλιος. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο εμπλουτισμένος με αμμωνία πάγος έλιωσε μέσα στο μεγάλο μητρικό σώμα αστεροειδούς, που εκτιμάται ότι είναι μεγαλύτερο από 100 χιλιόμετρα σε διάμετρο, δημιουργώντας ένα υγρό περιβάλλον μέσα στον βράχο που επέτρεπε πολύπλοκα οργανικά μόρια, όπως αμινοξέα και νουκλεοβάσεις, να σχηματιστούν.

«Έχοντας μελετήσει τους μετεωρίτες για 35 χρόνια, καταγράφουν το πρώτο μισό των δισεκατομμυρίων ετών της ιστορίας του ηλιακού μας συστήματος που εξαφανίστηκαν από την τεκτονική των πλακών, την ηφαιστειότητα και τον κύκλο του νερού εδώ στη Γη», είπε ο McCoy. «Νόμιζα ότι επρόκειτο να μάθουμε για την αρχαιότερη γεωλογική ιστορία του ηλιακού μας συστήματος. Αυτό που καταλήξαμε ήταν πολλές πληροφορίες για την αρχαιότερη βιολογική ιστορία του ηλιακού μας συστήματος, κάτι που είναι αξιοσημείωτο».

Μια «σούπα στοιχείων»

Η ομάδα του McCoy, συμπεριλαμβανομένων 66 ερευνητών σε τέσσερις ηπείρους, βρήκε το αλάτι και τα μέταλλα που έμειναν όταν το νερό στον Bennu, ή τον μεγαλύτερο μητρικό αστεροειδή του, εξατμίστηκε. Τα μέταλλα περιλαμβάνουν φωσφορικά άλατα νατρίου, ανθρακικά, θειικά, χλωριούχα και φθοριούχα, μερικά από τα οποία είναι απαραίτητα για τον σχηματισμό της ζωής.

Η ομάδα εξεπλάγη όταν εντόπισε το ορυκτό trona, γνωστό και ως ανθρακικό νάτριο, το οποίο δεν έχει παρατηρηθεί ποτέ απευθείας σε άλλον αστεροειδή ή μετεωρίτη. Στη Γη, χρησιμοποιείται σε προϊόντα καθαρισμού και στην κατασκευή γυαλιού.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι θύλακες ή φλέβες νερού έρεαν κάτω από την επιφάνεια του μητρικού αστεροειδούς του Bennu, ο οποίος ήταν πιθανώς παρόμοιος με μια μεγάλη μπάλα λάσπης τις πρώτες μέρες του ηλιακού συστήματος, είπε ο McCoy. Ρωγμές στον αστεροειδή επέτρεψαν στο νερό να εξατμιστεί στην επιφάνεια, αφήνοντας πίσω του μια συμπυκνωμένη άλμη ή μια «σούπα στοιχείων», στο πέρασμά του.

Σε αυτήν τη συμπυκνωμένη άλμη, παρόμοια με τις αλμυρές κρούστες ξηρών βυθών λιμνών στη Γη, είναι που τα άλατα και τα μέταλλα θα μπορούσαν να αναμειχθούν και να δημιουργήσουν πιο περίπλοκες δομές, θέτοντας το υπόβαθρο για τον σχηματισμό οργανικών ενώσεων.

«Γνωρίζουμε τώρα από τον Bennu ότι τα ακατέργαστα συστατικά της ζωής συνδυάζονταν με πραγματικά ενδιαφέροντες και περίπλοκους τρόπους στο γονικό σώμα του Bennu», λέει ο McCoy. «Ανακαλύψαμε αυτό το επόμενο βήμα σε ένα μονοπάτι προς τη ζωή. Αλλά δεν ξέρουμε πόσο μακριά σε αυτό το μονοπάτι, αυτό το περιβάλλον θα μπορούσε να επιτρέψει στα πράγματα να προχωρήσουν».

Οι άλμες ενδιαφέρουν τους πλανητικούς επιστήμονες γιατί θα μπορούσαν να είναι περιβάλλοντα που υποστηρίζουν τον σχηματισμό ζωής. Είναι επίσης πιθανό να υπάρχουν και σε άλλους κόσμους του ηλιακού μας συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των ωκεάνιων κόσμων, όπως το παγωμένο φεγγάρι του Κρόνου, Εγκέλαδος, ο οποίος περιέχει επίσης ανθρακικό νάτριο.

Δυνατότητα σχηματισμού ζωής

Η παρουσία νερού, μετάλλων, αλάτων και αμινοξέων υποδηλώνει ότι ήταν δυνατό τα δομικά στοιχεία της ζωής να ενωθούν με ενδιαφέροντες τρόπους στον Bennu, αλλά ο Glavin σημειώνει πως απαιτείται περισσότερη έρευνα για να προσδιοριστεί πώς σχηματίστηκαν και εξελίχθηκαν οι οργανικές ενώσεις στον διαστημικό βράχο.

Πολλά από τα ορυκτά έχουν μικρά κομμάτια νερού παγιδευμένα στις κρυσταλλικές τους δομές, οπότε οι ερευνητές μπορεί να είναι σε θέση να μάθουν πώς άλλαξε η σύσταση της άλμης με την πάροδο του χρόνου, κάτι που θα μπορούσε να παρέχει σαφήνεια για το τι συνέβη στο νερό που εξατμιζόταν, είπε ο McCoy.

Ένα από τα μυστήρια των δειγμάτων είναι ένα μείγμα αμινοξέων.

Τα αμινοξέα είναι σαν ένα ζευγάρι χέρια. Στη Γη, η ζωή παράγει αριστερόστροφα αμινοξέα, οπότε ο Glavin περίμενε να δει αυτό να αντικατοπτρίζεται στα δείγματα του Bennu – αλλά περιέχει ένα ίσο μείγμα και των δύο, υποδηλώνοντας ότι τα αμινοξέα πιθανότατα ξεκίνησαν στη Γη και με τις δύο μορφές. Τώρα, ο Glavin και οι συνεργάτες του αναρωτιούνται γιατί η ζωή στη Γη «γύρισε αριστερά» και όχι δεξιά.

Ο συνδυασμός υλικού που βρέθηκε στα δείγματα υποδηλώνει ότι τα χημικά δομικά στοιχεία της ζωής ήταν ευρέως διαδεδομένα σε όλο το ηλιακό σύστημα, παρέχοντας ισχυρές ενδείξεις ότι οι αστεροειδείς που βομβάρδισαν την πρώιμη Γη μπορεί να άφησαν νερό και οργανικό υλικό στην επιφάνειά της, σημείωσε ο Glavin.

Αλλά αυτή η θεωρία εγείρει το ερώτημα εάν αυτός ο βομβαρδισμός που πρόσφερε ζωή συνέβη ποτέ με επιτυχία και σε οποιονδήποτε άλλο πλανήτη του ηλιακού συστήματος, είπε ο McCoy. Από το παζλ λείπει επίσης το κομμάτι του γιατί δεν δημιουργήθηκε ζωή μέσα στον ίδιο τον Bennu, δεδομένου ότι υπήρχαν τα περισσότερα από τα απαραίτητα υλικά.

«Ίσως ήταν επειδή δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για την πιο σύνθετη οργανική χημεία που χρειάζεται η ζωή προτού εξατμιστούν τα αλμυρά υγρά στο μητρικό σώμα», υπογραμμίζει ο Glavin. «Οι μελλοντικές αποστολές σε άλλα σώματα στο ηλιακό μας σύστημα θα είναι κρίσιμες για την αναζήτηση απαντήσεων σχετικά με το πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη και αν υπάρχει αλλού».

Με πληροφορίες από CNN