Oamenii de știință care studiază asteroidul Bennu au descoperit că aminoacizii cheie pot să se fi format în medii înghețate, bogate în radiații, mai degrabă decât în apă caldă. Descoperirile sugerează că ingredientele de bază ale vieții pot apărea în colțuri mult mai extreme ale spațiului decât se credea anterior.
Când misiunea OSIRIS-REx a NASA a returnat material de pe asteroidul Bennu în 2023, oamenii de știință au confirmat că rocile vechi de 4,6 miliarde de ani conțineau aminoacizi, moleculele esențiale care fac viața posibilă. Aminoacizii sunt responsabili pentru construirea proteinelor și peptidelor în ADN și sunt esențiali pentru aproape fiecare proces biologic. Ceea ce a rămas neclar a fost modul în care aceste molecule s-au format în spațiu, în primul rând.
Noi cercetări conduse de oameni de știință de la Penn State sugerează că cel puțin unii dintre aminoacizii lui Bennu ar fi putut proveni din condiții extrem de reci, radioactive, în timpul celor mai timpurii etape ale sistemului solar. Descoperirile au fost publicate pe 9 februarie în Proceedings of the National Academy of Sciences.
Potrivit echipei, semnăturile chimice din probele lui Bennu indică faptul că acești aminoacizi s-au format probabil prin procese diferite de cele pe care oamenii de știință le presupuneau în mod tradițional și în condiții mult mai dure decât se aștepta.
"Rezultatele noastre inversează scenariul despre modul în care ne-am gândit în mod obișnuit că s-au format aminoacizii în asteroizi", a spus Allison Baczynski, profesor asistent de cercetare în geosciințe la Penn State și co-autor principal al lucrării. "Acum se pare că există multe condiții în care aceste elemente constitutive ale vieții se pot forma, nu doar atunci când există apă lichidă caldă. Analiza noastră a arătat că există mult mai multă diversitate în căile și condițiile în care acești aminoacizi pot fi formați."
**Analiza izotopică dezvăluie originile glicinei**
Cercetătorii au lucrat cu o cantitate mică de material Bennu, de aproximativ dimensiunea unei lingurițe. Folosind instrumente special adaptate, au măsurat izotopii, care sunt mici diferențe în masa atomilor. Aceste variații subtile pot dezvălui cum și unde s-au format moleculele. Echipa s-a concentrat asupra glicinei, cel mai simplu aminoacid. Glicina este o mică moleculă cu doi atomi de carbon care joacă un rol fundamental în biologie. Aminoacizii se conectează în lanțuri pentru a forma proteine, care îndeplinesc aproape toate funcțiile esențiale în organismele vii, de la construirea celulelor până la stimularea reacțiilor chimice. Deoarece glicina se poate forma în diverse condiții chimice, oamenii de știință o folosesc adesea ca marker pentru chimia prebiotică timpurie. Prezența sa în asteroizi și comete susține ideea că unele dintre materiile prime pentru viață au fost create în spațiu și livrate ulterior pe Pământ.
**Contestarea teoriei apei calde**
De mulți ani, explicația principală a modului în care s-a format glicina a fost un proces cunoscut sub numele de sinteza Strecker. În această reacție, cianura de hidrogen, amoniacul și aldehidele sau cetonele se combină în apă lichidă. Acest model a sugerat că aminoacizii s-au format în medii relativ blânde, bogate în apă. Cu toate acestea, dovezile izotopice de la Bennu indică o direcție diferită. Datele indică faptul că glicina sa s-ar fi putut forma nu în apă lichidă caldă, ci în gheață înghețată expusă radiațiilor în regiunile exterioare ale tânărului sistem solar.
"Aici, la Penn State, avem instrumente modificate care ne permit să facem măsurători izotopice pe abundențe foarte scăzute de compuși organici, cum ar fi glicina", a spus Baczynski. "Fără progrese în tehnologie și investiții în instrumente specializate, nu am fi făcut niciodată această descoperire."
**Compararea Bennu cu meteoritul Murchison**
Oamenii de știință au studiat de mult timp aminoacizii în meteoriții bogați în carbon, inclusiv binecunoscutul meteorit Murchison care a căzut în Australia în 1969. Pentru a înțelege mai bine chimia lui Bennu, echipa Penn State a comparat aminoacizii săi cu cei găsiți în Murchison. Comparația a dezvăluit diferențe importante. Aminoacizii din Murchison par să se fi format în medii care includeau apă lichidă și temperaturi moderate. Astfel de condiții ar fi putut exista pe corpul părinte al meteoritului și au fost, de asemenea, prezente pe Pământul timpuriu.
"Unul dintre motivele pentru care aminoacizii sunt atât de importanți este pentru că credem că au jucat un rol important în modul în care a început viața pe Pământ", a spus Ophélie McIntosh, cercetător postdoctoral la Departamentul de Geosciințe de la Penn State și co-autor principal al lucrării. "Ceea ce este o adevărată surpriză este că aminoacizii din Bennu prezintă un model izotopic mult diferit de cei din Murchison, iar aceste rezultate sugerează că corpurile părinte ale lui Bennu și Murchison au provenit probabil din regiuni distincte chimic ale sistemului solar."
**Întrebări noi despre moleculele în oglindă**
Studiul a descoperit, de asemenea, un rezultat uluitor. Aminoacizii există în două forme în oglindă, similare cu mâinile stânga și dreapta. Oamenii de știință se așteptau anterior ca aceste forme asociate să aibă aceeași semnătură izotopică. Cu toate acestea, în probele lui Bennu, cele două versiuni în oglindă ale acidului glutamic conțin valori de azot dramatic diferite. De ce forme în oglindă identice chimic ar afișa astfel de semnături de azot diferite este încă necunoscut, iar cercetătorii intenționează să investigheze în continuare.
"Acum avem mai multe întrebări decât răspunsuri", a spus Baczynski. "Sperăm că putem continua să analizăm o serie de meteoriți diferiți pentru a ne uita la aminoacizii lor. Vrem să știm dacă continuă să arate ca Murchison și Bennu sau poate există și mai multă diversitate în condițiile și căile care pot crea elementele constitutive ale vieții."