Podstawowa chemia leżąca u podstaw życia na Ziemi mogła powstać nie w ciepłych oceanach czy kominach hydrotermalnych, ale w lodowatych głębinach przestrzeni międzygwiezdnej. Nowe badania pokazują, że peptydy – łańcuchy molekularne niezbędne dla białek – mogą tworzyć się wewnątrz ziaren lodowego pyłu wystawionych na działanie promieniowania kosmicznego, co wcześniej uważano za niemożliwe. Odkrycie to zmienia naszą wiedzę na temat powstawania prekursorów życia i poszerza zakres środowisk, w których życie może potencjalnie się pojawić.
Długotrwała tajemnica powstawania peptydów
Od wielu lat naukowcy wiedzą, że w obłokach międzygwiazdowych i meteorytach istnieją proste cząsteczki organiczne. Jednakże w tej historii pozostała znacząca luka: jak aminokwasy, elementy składowe białek, mogą łączyć się w surowej próżni kosmicznej, tworząc peptydy. Od dawna uważano, że reakcje te wymagają wody w stanie ciekłym, ale nowe badania wskazują alternatywną drogę.
Jak lód kosmiczny stymuluje reakcje chemiczne
Naukowcy z Uniwersytetu w Aarhus symulowali warunki kosmiczne w laboratorium, zamrażając glicynę (prosty aminokwas) do temperatury kriogenicznej -260°C (-436°F). Następnie napromieniowali zamrożoną próbkę protonami o wysokiej energii, symulując promienie kosmiczne. Wynik? Tworzenie glicyloglicyny, najprostszego dipeptydu.
Proces ten pokazuje, że promieniowanie jonizujące może dostarczyć wystarczającą ilość energii do rozerwania i zreformowania wiązań chemicznych, umożliwiając aminokwasom uwięzionym w lodzie łączenie się bez potrzeby stosowania ciekłej wody. „Wszystkie rodzaje aminokwasów łączą się w peptydy w wyniku tej samej reakcji” – wyjaśnia współautor Alfred Thomas Hopkinson. „Jest zatem bardzo prawdopodobne, że w przestrzeni międzygwiazdowej naturalnie produkowane są również inne peptydy”.
Poza wodą: nowe spojrzenie na chemię prebiotyczną
Zespół zaobserwował także powstawanie zarówno zwykłej wody, jak i wody bogatej w deuter, a także różnych innych złożonych cząsteczek organicznych. Odkrycie podważa obiegowy pogląd, że złożone cząsteczki powstają dopiero później, podczas formowania się gwiazd i planet. Zamiast tego sugeruje, że elementy składowe życia powstają znacznie wcześniej, w zimnych, gęstych obłokach międzygwiazdowych.
Implikacje dla poszukiwań życia pozaziemskiego
Konsekwencje są ogromne: jeśli w przestrzeni kosmicznej uda się uformować peptydy, można je będzie transportować na planety skaliste w nowo powstałych układach słonecznych. Oznacza to, że prekursory życia nie ograniczają się do ciepłych i wilgotnych warunków na Ziemi. Odkrycie poszerza zakres poszukiwań życia pozaziemskiego, sugerując, że życie może powstać w środowiskach, które wcześniej uważano za nienadające się do zamieszkania.
„W końcu te obłoki gazu zapadają się w gwiazdy i planety… Jeśli planety te znajdą się w strefie nadającej się do zamieszkania, istnieje realna możliwość powstania życia”. – Sergio Iopollo, Uniwersytet w Aarhus.
Chociaż dokładne pochodzenie życia pozostaje nieznane, badania te pokazują, że wiele niezbędnych cząsteczek powstaje naturalnie w przestrzeni kosmicznej. Zespół pracuje obecnie nad identyfikacją innych peptydów i złożonych cząsteczek organicznych, które można utworzyć w podobnych warunkach. To kluczowy krok w kierunku zrozumienia, w jaki sposób życie mogło powstać w rozległym, zimnym Wszechświecie.
