Történelmi áttörés: megtalálták az élet minden összetevőjét a Bennu aszteroidán, még az egyetlen eddig hiányzót is

Nem kevesebbről van szó, mint hogy akár aszteroidák szállíthatták az élethez szükséges összes előfeltételt a Földre – és talán máshová is.

Ribóz molekula a mélyűrben lebegve a Bennu aszteroida sziklás, sötét felszínéhez közel. Az atomok (szén, hidrogén, oxigén) izzó gömbökként jelennek meg, amelyeket energiakötések kötnek össze. Képünk illusztráció Forrás: Google Nano Banana

A NASA egy 2016 őszén indított űrszondával, az OSIRIS-REx-szel vett mintát a Föld mellett minden hatodik évben elhaladó, 550 méter átmérőjű kisbolygóról. A Bennu már csak azért is izgalmas, mert csillagászati számítások szerint 2182-ben 1:1000 eséllyel összeütközhet a Földdel.

Az OSIRIS-REx felvétele a Bennu-ról
Fotó: Wikipédia

A NASA-szonda 2018. december 3-án érte el, 2020. október 20-án pedig mintát vett a kisbolygóból, amit 2023-ban elhozott a Földre. Kiderült, hogy az eredetileg a Mars és a Jupiter közötti fő aszteroidaövben keletkezett égitest az élet beindításához szükséges molekulák mindegyikét tartalmazta, egy kivételével, de

a kutatók most megtalálták a hiányzó összetevőt: a cukrot.

Ez nem kevesebbet jelent, mint hogy akár aszteroidák szállíthatták az élethez szükséges összes előfeltételt a Földre – és talán máshová is.

A 2020-as küldetésen az OSIRIS-REx vett mintákat, amiket visszaszállítottak a Földre. A begyűjtött 121 gramm anyagból kis mennyiségeket a NASA szétküldött elemzésre a világ számos laboratóriumába a szakterületek tudósainak.

Az első tanulmányok víz, szén és számos szerves molekula jelenlétét mutatták ki. Ezután következett az aminosavak (a fehérjék építőkövei, amelyek nélkülözhetetlenek az élő szervezetek felépítéséhez), a formaldehid (egy egyszerű szerves vegyület, amely kulcsszerepet játszik a bonyolultabb cukrok kémiai felépítésében) és az RNS-ben és a DNS-ben található mind az öt nukleobázis, valamint a foszfátok kimutatása. Ami azonban önmagában még nem elegendő a genetikai információt hordozó molekulák összeállításához.

Míg a molekulák spirális létrájának fokait a bázisok adják, addig a létra szárait (a vázat) a cukrok és foszfátok alkotják: ez az RNS-ben a ribóz (az RNS vázát alkotó egyszerű cukor), a DNS-ben pedig a dezoxiribóz (a DNS vázában található cukor, amely szerkezetében a ribózhoz hasonlít, de egy oxigénatommal kevesebbet tartalmaz),

és pontosan ez a részlet hiányzott a Bennu-anyag első elemzéseiből.

Az RNS kulcsfontosságú molekula az élet eredetének szempontjából, mivel képes információt tárolni, mint a DNS, és reakciókat katalizálni (gyorsítani), mint a fehérjék. Bár nem olyan hatékony, de mindkettőre képes. Ezért sok kutató úgy véli, az élet olyan RNS-molekulákkal kezdődött, amelyek képesek voltak önmaguk replikálására (másolására).

Most a japán Tohoku Egyetem munkatársa, Yoshihiro Furukawa és kollégái megvizsgálták a minta egy kisebb részét, majd savval és vízzel összekeverték. Ezután gázkromatográfia-tömegspektrometria segítségével elválasztották és azonosították a keverék komponenseit.

Ribóz, valamint más cukrok, köztük lixóz, xilóz, arabinóz (ezek öt szénatomos, a növényi rostokban is gyakori cukrok), glükóz (szőlőcukor, a sejtek elsődleges energiaforrása) és galaktóz (a tejcukor egyik alkotóeleme) jelenlétét mutatták ki – de dezoxiribózét nem.

„Ez páratlan felfedezés a földönkívüli anyagokban található cukrokkal kapcsolatban” – mondja Furukawa, aki hozzáteszi, hogy szinte az összes földi élet anyagcseréje a glükózra támaszkodik.

„Briliáns eredmény!” – magyarázza Sara Russell professzor a New Scientistnek. A londoni Természettudományi Múzeum munkatársa nem volt része a csapatnak, de szintén a Bennu mintákon dolgozik:

„Az egyetlen hiányzó összetevő a cukor volt, vagyis az RNS felépítéséhez szükséges összes elem megtalálható a primitív aszteroidákban.”

Ribóz molekula a mélyűrben lebegve a Bennu aszteroida sziklás, sötét felszínéhez közel. Az atomok (szén, hidrogén, oxigén) izzó gömbökként jelennek meg, amelyeket energiakötések kötnek össze. Fotó: Google Nano Banana

Furukawa és kollégái úgy vélik, a cukrok a Bennu ősi szülőégitestjén, a formaldehidet tartalmazó sós vizes közegekben zajló kémiai reakciók (úgynevezett formóz-reakciók) során képződtek.

„Az év elején arról számoltunk be, hogy sókat találtunk a visszaküldött mintában, és azt feltételeztük, hogy sós vízmedencék lehettek azon a nagyobb égitesten, amelyből a Bennu később kiszakadt” – mondja Russell. „Az ilyen környezetek tökéletes helyszínt biztosítanának az összetett szerves anyagok előállításához.”

Russell szerint bizonyítottan vannak sós folyadékok a Szaturnusz Enceladus holdján és a Ceres törpebolygón is, ami arra utal, hogy az élethez szükséges összetevők bőségesen megtalálhatók a Naprendszerben.

Furukawa munkája korábban már kimutatott ribózt és más cukrokat a Földön talált meteoritokban, de eddig aggodalomra adott okot, hogy ezek a vegyületek netán később, szennyeződés következtében juthattak csak a kőzetbe, miután elérték a Földet. „Ez a felfedezés végérvényes bizonyítékot szolgáltat.”

Az új kutatás bizonyítja, hogy

az aszteroidák eljuttathatták az élethez szükséges minden összetevőt a Földre vagy a Naprendszer más égitestjeire, például a Marsra

– mondja Furukawa. A kutatás alátámasztja az élet eredetére vonatkozó RNS-világ hipotézist is, mivel ribózt találtak, de dezoxiribózt nem.

Ezek szerint a Földön a legkorábbi élet, jóval a sejtek vagy a DNS-alapú élet megjelenése előtt, akár olyan RNS-molekulákból állhatott, amelyek genetikai információt tartalmaztak és képesek voltak önmagukat másolni.