Powstawanie peptydów w kosmicznej próżni
Wiadomo już od jakiegoś czasu, że proste aminokwasy, takie jak glicyna, podróżują po wszechświecie, ukryte w jądrach komet czy skałach meteorytów. Główną trudnością było wyjaśnienie, w jaki sposób te pojedyncze „cegiełki” łączyłyby się w dłuższe łańcuchy, czyli peptydy, w tak nieprzyjaznym środowisku, jakim jest przestrzeń międzygwiazdowa. To właśnie te struktury są bezpośrednimi prekursorami białek. Zespół kierowany przez A.T. Hopkinsona postanowił to sprawdzić w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Naukowcy stworzyli modelową sytuację, symulującą warunki na powierzchni ziaren kosmicznego pyłu. W ekstremalnie niskiej temperaturze naładowana glicyna została zbombardowana protonami, imitującymi promieniowanie kosmiczne.
Metodyka była niezwykle drobiazgowa, a efekt – wyraźny. W trakcie eksperymentu zaobserwowano powstawanie glicyloglicyny, czyli najprostszego możliwego dipeptydu złożonego z dwóch cząsteczek glicyny. Zaawansowana analiza spektroskopowa i spektrometria mas potwierdziły nie tylko utworzenie wiązania peptydowego, lecz również obecność innych, złożonych produktów organicznych. Co ciekawe, reakcji towarzyszyło też powstawanie wody. Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zaobserwować ten proces w warunkach przypominających astrofizyczne. To mocny argument za tym, że skomplikowane molekuły mogły być gotowym „dostawą” na młode światy, w tym na wczesną Ziemię, dostarczoną wraz z materiałem, z którego formował się Układ Słoneczny.
Teorie abiogenezy wymagają korekty
Przez długi czas płynna woda uznawana była za środowisko absolutnie kluczowe dla narodzin złożonej chemii organicznej. Wszystkie główne scenariusze: od klasycznej „ciepłej małej kałuży” po głębinowe kominy hydrotermalne – umiejscawiały ten przełomowy etap w środowisku wodnym. Prezentowane badanie stawia ten paradygmat pod dużym znakiem zapytania. Autorzy podkreślają, że ich praca demonstruje alternatywną, suchą drogę syntezy peptydów. To zasadnicza zmiana perspektywy. Jeśli pierwsze kroki na drodze do życia mogły odbyć się nie w oceanie, ale na zamrożonych, wystawionych na promieniowanie cząstkach pyłu dryfujących w kosmosie, to lista potencjalnych kolebek życia znacząco się wydłuża.
Konsekwencje tego odkrycia dla astrobiologii są ogromne. Jeśli fundamentalne składniki białek mogą rodzić się w tak powszechnym i surowym otoczeniu, to szansa na zaistnienie procesów prebiotycznych w różnych zakątkach galaktyki wydaje się znacznie większa. Do tej pory w poszukiwaniach planet nadających się do zamieszkania głównym wyznacznikiem była obecność ciekłej wody na powierzchni. Nowe dane sugerują, że wstępna, kluczowa „chemia życia” mogła rozpocząć się praktycznie wszędzie tam, gdzie występuje lód wodny i promieniowanie. A to zjawisko niezwykle powszechne, obserwowane na planetoidach, kometach czy lodowych księżycach. Nie oznacza to zarazem, iż woda traci na znaczeniu. Nadal pozostaje niezbędnym rozpuszczalnikiem oraz środowiskiem dla życia, jakie znamy. Jej rola mogła jednak ulec przedefiniowaniu. Naukowcy z pewnością będą chcieli sprawdzić, czy w analogicznych warunkach mogą powstawać dłuższe peptydy lub inne, jeszcze bardziej złożone molekuły organiczne. Kluczowe będzie też zrozumienie, czy i jak takie kosmiczne związki przetrwałyby podróż i uderzenie w powierzchnię planety.