Τρεις μετεωρίτες περιέχουν τα μοριακά δομικά στοιχεία του DNA και του «ξαδέρφου» του RNA, όπως ανακάλυψαν πρόσφατα οι επιστήμονες. Ένα υποσύνολο αυτών των δομικών στοιχείων είχε ανιχνευθεί και στο παρελθόν σε μετεωρίτες, αλλά η υπόλοιπη συλλογή φαινόταν μυστηριωδώς απούσα από τους διαστημικούς βράχους – μέχρι τώρα.
Η νέα ανακάλυψη υποστηρίζει την ιδέα ότι, πριν από περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, ένα μπαράζ μετεωριτών μπορεί να παρέδωσε τα μοριακά συστατικά που χρειάζονταν για να ξεκινήσει η εμφάνιση της πρώτης ζωής στη Γη, λένε οι ερευνητές.
Ωστόσο, δεν είναι όλοι πεπεισμένοι ότι όλα τα νεοανακαλυφθέντα συστατικά του DNA είναι εξωγήινης προέλευσης- μάλλον, ορισμένα μπορεί να κατέληξαν στους μετεωρίτες αφού οι βράχοι προσγειώθηκαν στη Γη, δήλωσε ο Μάικλ Κάλαχαν, αναλυτικός χημικός, αστροβιολόγος και αναπληρωτής καθηγητής στο Boise State University, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. «Χρειάζονται πρόσθετες μελέτες» για να αποκλειστεί αυτό το ενδεχόμενο, δήλωσε ο Κάλαχαν στο Live Science σε ηλεκτρονικό μήνυμα.
Υποθέτοντας ότι όλες οι ενώσεις προήλθαν όντως από το διάστημα, ένα υποσύνολο δομικών στοιχείων – μια κατηγορία ενώσεων γνωστή ως πυριμιδίνες – εμφανίστηκε σε “εξαιρετικά χαμηλές συγκεντρώσεις” στους μετεωρίτες, πρόσθεσε. Το εύρημα αυτό υποδηλώνει ότι τα πρώτα γενετικά μόρια στον κόσμο δεν προέκυψαν λόγω εισροής συστατικών του DNA από το διάστημα, αλλά μάλλον ως αποτέλεσμα των γεωχημικών διεργασιών που εκτυλίχθηκαν στην πρώιμη Γη, είπε.
Προς το παρόν, όμως, “είναι δύσκολο να πούμε” ποια συγκέντρωση δομικών στοιχείων του DNA θα έπρεπε να περιέχουν οι μετεωρίτες για να βοηθήσουν στην εμφάνιση της ζωής στη Γη, δήλωσε ο Τζιμ Κλιβς, γεωχημικός και πρόεδρος της Διεθνούς Εταιρείας για τη Μελέτη της Προέλευσης της Ζωής, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. Το ερώτημα αυτό παραμένει υπό διερεύνηση.
Τα δομικά στοιχεία της ζωής στους διαστημικούς βράχους
Συστατικά του DNA και του RNA έχουν βρεθεί και στο παρελθόν σε μετεωρίτες. Συγκεκριμένα, τέτοια διαστημικά πετρώματα έχουν βρεθεί να περιέχουν νουκλεοβάσεις, τις ενώσεις που περιέχουν άζωτο και χρησιμεύουν ως «γράμματα» στον γενετικό κώδικα του DNA και του RNA μας. Οι νουκλεοβάσεις υπάρχουν σε πέντε βασικές γεύσεις – αδενίνη (Α), θυμίνη (Τ), γουανίνη (G), κυτοσίνη (C) και ουρακίλη (U) – αλλά προηγουμένως, μόνο η Α, η G και η U είχαν εντοπιστεί ποτέ σε μετεωρίτες.
Τώρα, σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τρίτη 26 Απριλίου στο περιοδικό Nature Communications, οι επιστήμονες ανέφεραν ότι βρήκαν και τις πέντε νουκλεοβάσεις μέσα σε μετεωρίτες πλούσιους σε άνθρακα. Αυτό περιελάμβανε ίχνη και των τριών πυριμιδινών: κυτοσίνη, ουρακίλη και θυμίνη. «Ειδικότερα, η ανίχνευση της κυτοσίνης προκαλεί έκπληξη», επειδή η κυτοσίνη είναι σχετικά ασταθής και πιθανότατα αντιδρά με το νερό, δήλωσε ο Yasuhiro Oba, αναπληρωτής καθηγητής στο Ινστιτούτο Επιστημών Χαμηλών Θερμοκρασιών του Πανεπιστημίου Hokkaido στην Ιαπωνία και πρώτος συγγραφέας της μελέτης.
Αν και η θυμίνη και η κυτοσίνη δεν είχαν βρεθεί σε μετεωρίτες στο παρελθόν, εργαστηριακές μελέτες υπαινίχθηκαν ότι αυτές οι νουκλεοβάσεις μπορεί να κρύβονται, χωρίς να ανιχνεύονται, στους διαστημικούς βράχους που έπεσαν στη Γη.
Για παράδειγμα, σε εργαστηριακές συνθήκες, οι επιστήμονες έχουν αναδημιουργήσει τις χημικές συνθήκες του διαστρικού χώρου – του χώρου μεταξύ των άστρων – όπου βρίσκονται τεράστια νέφη αερίου και σκόνης με μέτρο περίπου 10 kelvins (μείον 441,67 βαθμούς Φαρενάιτ ή μείον 263,15 βαθμούς Κελσίου) και οι μητρικοί αστεροειδείς των μετεωριτών. Μέσω αυτών των πειραμάτων, οι ερευνητές συνέθεσαν θυμίνη, κυτοσίνη και τις άλλες πρωτογενείς νουκλεοβάσεις, γεγονός που υποδηλώνει ότι όλες αυτές οι ενώσεις θα μπορούσαν θεωρητικά να ανιχνεύονται σε μετεωρίτες, σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης στην έκθεσή τους.
Έτσι, η ομάδα έψαξε για αυτές τις νουκλεοβάσεις σε τρεις γνωστούς μετεωρίτες. «Οι μετεωρίτες Murchison, Murray και Tagish Lake ανήκουν σε μια κατηγορία μετεωριτών που ονομάζονται ανθρακούχοι χονδρίτες, οι οποίοι είναι γνωστό ότι περιέχουν πολλές οργανικές ενώσεις», δήλωσε ο Κάλαχαν.
Για παράδειγμα, υδρογονάνθρακες και τα δομικά στοιχεία των πρωτεϊνών (αμινοξέα) είχαν εντοπιστεί στους τρεις μετεωρίτες, δήλωσε ο Oba. Επιπλέον, σε προηγούμενες εργασίες, ο Oba και οι συνάδελφοί του εντόπισαν στους διαστημικούς βράχους ένα ασύλληπτο μόριο που ονομάζεται εξαμεθυλενοτετραμίνη (HMT), το οποίο θεωρείται σημαντικός πρόδρομος των οργανικών μορίων, σύμφωνα με τη NASA.
Στην τελευταία τους μελέτη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια τεχνική που ονομάζεται υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης, η οποία περιελάμβανε τη χρήση νερού υπό πίεση για τον διαχωρισμό των δειγμάτων μετεωριτών στα συστατικά τους μέρη. Με αυτόν τον τρόπο, η ομάδα εξήγαγε τις νουκλεοβάσεις από κάθε δείγμα και στη συνέχεια ανέλυσε τις βάσεις χρησιμοποιώντας φασματομετρία μάζας, μια τεχνική που αποκάλυψε τη χημική σύσταση του υλικού με λεπτομέρεια. Αυτή η μέθοδος «μας επέτρεψε να ανιχνεύσουμε νουκλεοβάσεις με πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, τόσο χαμηλές όσο τα μέρη ανά τρισεκατομμύρια», δήλωσε ο Oba στο Live Science.
Η ανάλυση αποκάλυψε ότι όλοι οι μετεωρίτες έφεραν αδενίνη και γουανίνη. Τα δείγματα του Murchison περιείχαν επίσης ουρακίλη, ενώ οι άλλοι μετεωρίτες έφεραν τουλάχιστον ένα ισομερές ουρακίλης, δηλαδή μια ένωση που περιέχει τον ίδιο αριθμό και τύπους ατόμων με την ουρακίλη αλλά σε διαφορετική χωρική διάταξη. Επιπλέον, τα δείγματα Murchison και Tagish Lake έφεραν θυμίνη, ενώ ο μετεωρίτης Murray περιείχε ισομερή θυμίνης. Όλοι οι μετεωρίτες περιείχαν κυτοσίνη, μαζί με διάφορα ισομερή της ένωσης.
Ακόμα είμαστε σε αβεβαιότητα
Για να ελέγξει ότι οι νουκλεοβάσεις ήταν εξωγήινης προέλευσης και όχι αποτέλεσμα γήινης μόλυνσης, η ομάδα επανέλαβε τις πειραματικές διαδικασίες χωρίς να υπάρχει υλικό μετεωρίτη στους θαλάμους δοκιμών. Καμία νουκλεοβάση δεν ανιχνεύθηκε κατά τη διάρκεια αυτών των λεγόμενων κενών πειραμάτων.
Η ομάδα είχε επίσης πρόσβαση σε δείγματα εδάφους από την περιοχή όπου ο μετεωρίτης Murchison έπεσε για πρώτη φορά στη Γη. Ανίχνευσαν κάποιες νουκλεοβάσες στο έδαφος, αλλά «η κατανομή και οι συγκεντρώσεις τους είναι σαφώς διαφορετικές από εκείνες που βρίσκονται στους μετεωρίτες», δήλωσε ο Oba. Επιπλέον, ορισμένα συγκεκριμένα ισομερή εμφανίστηκαν μόνο στους μετεωρίτες και όχι στο δείγμα εδάφους- αυτά τα «περίεργα ισομερή» σπάνια παρατηρούνται στη Γη και επομένως είναι απίθανο να είναι μολυσματικές ουσίες από την επιφάνεια του πλανήτη, δήλωσε ο Κλιβς.
Συγκρίνοντας την ποικιλομορφία των νουκλεοβασών που βρέθηκαν στον μετεωρίτη με εκείνη που βρέθηκε στο έδαφος, η ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι οι ενώσεις στο διαστημικό βράχο σχηματίστηκαν στο διάστημα, δήλωσε ο Oba. Και εξαιτίας αυτού, αναμένουν ότι οι νουκλεοβάσεις «συνέβαλαν στην εμφάνιση γενετικών ιδιοτήτων για την πρώτη ζωή στη Γη», έγραψαν οι συγγραφείς.
Ωστόσο, σε αυτά τα σημεία υπάρχει ακόμη κάποια αβεβαιότητα, δήλωσε ο Κάλαχαν.
