A jeśli to pył kosmiczny zapoczątkował życie na Ziemi?

Astronomowie sugerują, że aminokwasy mogły dotrzeć na Ziemię przyniesione przez pył kosmiczny, co potencjalnie przyczyniło się do powstania życia na naszej planecie.

.W ramach nowego badania, naukowcy z Diamond Light Source, sprawdzili w jaki sposób aminokwasy, takie jak glicyna i alanina, mogły przetrwać trudne warunki panujące w przestrzeni kosmicznej i dotrzeć na Ziemię osadzone na pyle kosmicznym. Badanie zostało opublikowanew czasopiśmie „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

Aminokwasy są molekularnymi podstawami białek i enzymów, które napędzają wszystkie procesy biologiczne w organizmach żywych. Naukowcy od dawna zastanawiali się, czy te cząsteczki mogły powstać na Ziemi, czy też przybyły z kosmosu, nowe badanie dostarcza dowodów na to, że pył kosmiczny mógł odegrać kluczową rolę w ich transporcie na naszą planetę.

Naukowcy zsyntetyzowali maleńkie cząsteczki amorficznego krzemianu magnezu, głównego składnika pyłu kosmicznego i osadzili na nich aminokwasy – glicynę, alaninę, kwas glutaminowy i kwas asparaginowy. Następnie zbadali zachowanie cząsteczek krzemianu wystawiając je na symulowane warunki, które były zbliżone do tych, które miały miejsce w czasie przemieszczania się ziaren pyłu przez wczesny Układ Słoneczny.

Badacze odkryli, że tylko glicyna i alanina skutecznie przylegały do cząstek krzemianu. Aminokwasy te tworzyły struktury krystaliczne, a w przypadku alaniny pozostawały stabilne w temperaturach znacznie powyżej jej temperatury topnienia. Badanie wykazało również, że dwie formy alaniny (L- i D-alanina) zachowywały się inaczej pod wpływem ogrzewania, przy czym L-alanina wykazywała większą reaktywność niż jej forma D. Glicyna ulegała utracie z krzemianu w temperaturach niższych niż jej punkt dysocjacji termicznej, co wskazuje, że odrywała się od powierzchni ziarna, ale nie ulegała rozkładowi.

Naukowcy przygotowali dwie partie amorficznego krzemianu i poddał jedną z nich obróbce cieplnej przed osadzeniem aminokwasów. Miało to na celu usunięcie atomów wodoru z ich powierzchni, co spowodowało powstanie dwóch próbek o różnych właściwościach powierzchniowych, które, jak się okazało, miały również wpływ na temperatury, w których dochodziło do utraty aminokwasów. Te subtelne różnice mogły mieć duży wpływ na rodzaje cząsteczek, które zapoczątkowały życie na Ziemi.

Chociaż badanie ograniczało się do jednego składnika pyłu kosmicznego, jego wyniki, zdaniem astronomów, mogą wskazywać na istnienie potencjalnego „mechanizmu selekcji astromineralogicznej”, czyli naturalnego procesu filtrowania, w którym tylko określone aminokwasy mogą przyłączyć się do szczególnych powierzchni ziaren pyłu kosmicznego.

Aminokwasy powstały w lodowych powłokach pokrywających pył kosmiczny, a mechanizm ten zaczął działać, gdy otoczki te sublimowały w przestrzeń wraz z zawartymi w nich aminokwasami, gdy cząsteczki pyłu przekraczały tzw. „linię śniegu” i napotykały cieplejsze, wewnętrzne obszary wczesnego Układu Słonecznego. To z kolei mogło mieć wpływ na to, który materiał ostatecznie dotarł na Ziemię i. jakie substancji organiczne się na niej znalazły.

Badanie potwierdza hipotezę, że aminokwasy powstałe w przestrzeni kosmicznej mogły zostać przeniesione na ziarna pyłu krzemianowego i przetrwać wystarczająco długo, aby dotrzeć na Ziemię. Zdaniem naukowców, miało to miejsce prawdopodobnie między 4,4 a 3,4 miliardami lat temu, w okresie między powstaniem skorupy ziemskiej i oceanów po zakończeniu tzw. Wielkiego Bombardowania a pojawieniem się pierwszych mikroskopijnych skamieniałości w zapisie geologicznym. Mikrometeoryty znalezione na Antarktyce i próbki z komet, takich jak Wild 2 i 67P/Churyumov–Gerasimenko, wykazały wysokie stężenie materiałów organicznych, w tym aminokwasów.

.Jak podkreślają astronomowie, tego typu badania pomagają lepiej zrozumieć pochodzenie życia. Pokazują one, że pył kosmiczny nie jest jedynie nośnikiem cząsteczek – może on również aktywnie wpływać na to, które związki organiczne przetrwają i dotrą do planet takich jak Ziemia. Dzięki zrozumieniu tych procesów naukowcy mogą analizować to, czy życie mogło powstać w innych miejscach we Wszechświecie.

Oprac. EG