Zagadka pochodzenia życia na Ziemi od dziesięcioleci nurtuje naukowców, a najnowsze doniesienia z dziedziny astrochemii przybliżają nas do jej rozwiązania bardziej niż kiedykolwiek wcześniej. Międzynarodowy zespół badawczy, analizujący próbki pobrane z asteroidy Ryugu, ogłosił odkrycie pełnego zestawu zasad azotowych tworzących kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) oraz rybonukleinowy (RNA). To przełomowy moment dla astrobiologii, który dostarcza twardych dowodów na to, że fundamentalne „cegiełki życia” są powszechne w Układzie Słonecznym i mogły zostać dostarczone na naszą planetę z przestrzeni kosmicznej.
Odkrycie opisane na łamach prestiżowego czasopisma Nature Astronomy opiera się na analizie zaledwie 5,4 grama materiału skalnego. Próbki te zostały dostarczone na Ziemię w 2020 roku przez japońską sondę Hayabusa-2, która w 2014 roku wyruszyła w misję do oddalonej o setki milionów kilometrów asteroidy Ryugu. Ryugu to obiekt o średnicy około 900 metrów, klasyfikowany jako planetoida węglowa (typu C), co czyni go swoistą „kapsułą czasu” zachowującą skład chemiczny z początków formowania się Układu Słonecznego.
Wcześniejsze analizy tych samych próbek, przeprowadzone w 2023 roku, ujawniły obecność uracylu – jednej z czterech zasad budujących RNA. Najnowsze badania poszły jednak znacznie dalej. Japońscy naukowcy z agencji JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) pod kierunkiem Toshikiego Kogi potwierdzili obecność wszystkich pięciu zasad kanonicznych: adeniny, guaniny, cytozyny, tyminy oraz wspomnianego uracylu. To pierwszy raz, gdy kompletny zestaw tych cząsteczek został zidentyfikowany w materiale pobranym bezpośrednio z planetoidy, bez ryzyka zanieczyszczenia ziemską biosferą.
DNA i RNA – instrukcja obsługi życia z kosmosu
Aby zrozumieć wagę tego odkrycia, należy przyjrzeć się roli, jaką te cząsteczki pełnią w biologii. DNA, słynna podwójna helisa, pełni funkcję genetycznego planu budowy organizmu. Z kolei jednoniciowe RNA działa jako kluczowy posłaniec, przekształcając instrukcje zawarte w DNA w konkretne działania komórkowe, takie jak budowa białek. Obecność obu typów budulca na jałowej skale pędzącej przez próżnię sugeruje, że prebiotyczna ewolucja chemiczna zachodziła na długo przed powstaniem pierwszej komórki na Ziemi.
Toshiki Koga, główny autor badania, studzi jednak nadmierny entuzjazm dotyczący poszukiwania obcych form życia: „Obecność tych związków nie oznacza, że na Ryugu istniało życie. Wskazuje ona natomiast, że prymitywne planetoidy mogą wytwarzać i chronić cząsteczki kluczowe dla chemii związanej z powstaniem życia”. Oznacza to, że młoda Ziemia, bombardowana miliardy lat temu przez podobne obiekty, otrzymała gotowy zestaw „półproduktów”, z których mogły rozwinąć się pierwsze organizmy.
Zaskakujący związek z amoniakiem
Wnikliwa analiza porównawcza próbek z Ryugu z materiałami z planetoidy Bennu oraz słynnymi meteorytami, takimi jak Murchison i Orgueil, przyniosła jeszcze jedno sensacyjne odkrycie. Naukowcy zauważyli silną korelację między proporcjami poszczególnych nukleobaz a stężeniem amoniaku. Jest to odkrycie unikalne, ponieważ żaden ze znanych dotychczas modeli chemicznych nie przewidywał takiej zależności.
Jak zauważa Morgan Cable z Victoria University of Wellington, to odkrycie ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia dróg syntezy związków organicznych. Sugeruje ono istnienie nieznanego wcześniej mechanizmu powstawania baz azotowych w warunkach panujących w młodym Układzie Słonecznym. Może to oznaczać, że procesy tworzenia składników życia są znacznie bardziej wydajne i powszechne we wszechświecie, niż wcześniej sądzono.
Wnioski dla przyszłych badań
Wyniki badań próbek z Ryugu, w połączeniu z danymi z misji OSIRIS-REx (planetoida Bennu), ugruntowują teorię, według której planetoidy węglowe znacząco przyczyniły się do „prebiotycznego inwentarza” wczesnej Ziemi. Astrobiolodzy mają teraz jasny obraz tego, jakie materiały organiczne mogą formować się w warunkach kosmicznych. Choć nie jest to bezpośredni dowód na istnienie życia poza naszą planetą, jest to ostateczne potwierdzenie, że wszechświat jest naturalnie „zaprogramowany” do tworzenia jego fundamentów.
Dalsze badania skupią się na próbie odtworzenia warunków, w których amoniak i inne proste cząsteczki przekształcają się w złożone zasady azotowe. Każdy gram materiału z kosmosu przybliża nas do odpowiedzi na pytanie, czy życie jest rzadkim przypadkiem, czy nieuniknionym wynikiem ewolucji materii w kosmosie.
Źródło: Nature Astronomy