Bezwodna synteza peptydów w ekstremalnych warunkach międzygwiazdowych
Zespół badawczy, w którego skład weszli A.T. Hopkinson, A.M. Wilson i J. Pitfield, postanowił odtworzyć warunki panujące w lodowych obłokach pyłu kosmicznego. W laboratorium jego członkowie wykorzystali najprostszy aminokwas, glicynę, którą następnie poddali działaniu promieniowania protonowego w temperaturach sięgających kilkudziesięciu stopni poniżej zera. Symulacja miała odtworzyć procesy zachodzące na ziarnach pyłu w przestrzeni kosmicznej.
Czytaj też: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba spojrzał w Oko Saurona. Nowe zdjęcia powalają na kolana
Rezultaty były zaskakujące. W tym nieprzyjaznym, pozbawionym płynnej wody środowisku, cząsteczki glicyny połączyły się, tworząc glicyloglicynę, czyli najprostszy możliwy dipeptyd. Co ciekawe, reakcji tej towarzyszyło uwolnienie cząsteczek wody, co stanowi mocny dowód, że to promieniowanie, a nie ciekły rozpuszczalnik, napędziło tworzenie się wiązań peptydowych. Aby potwierdzić te obserwacje, naukowcy sięgnęli po zaawansowane techniki analityczne, takie jak spektroskopia w podczerwieni i wysokorozdzielcza spektrometria mas. Instrumenty te zarejestrowały nie tylko docelowy dipeptyd, lecz również ślady innych, bardziej złożonych struktur organicznych, sugerując, iż kosmiczny lód może być niezwykle produktywnym reaktorem chemicznym.
Nowe spojrzenie na stare teorie dotyczące początków życia
Odkrycie to każe nam zweryfikować dotychczasowe, dość wąskie, wodocentryczne modele powstawania życia. Przekonanie, jakoby życie mogło rozwinąć się wyłącznie w środowisku wodnym na planetach, traci na wyłączności. W świetle nowych danych, peptydy – będące bardziej zaawansowanymi prekursorami życia niż pojedyncze aminokwasy – mogły od samego początku podróżować po wszechświecie. Nie jest to pierwszy raz, gdy w materiałach pozaziemskich, takich jak meteoryty czy komety, wykryto organiczne związki. Już wcześniej znajdowano w nich alfa-aminokwasy, w tym glicynę. Główną zagadką pozostawał jednak mechanizm tworzenia się wiązań peptydowych w kosmicznej próżni. Teraz mamy na to potencjalne wyjaśnienie. Proces ten mógł zachodzić na powierzchni lodowego pyłu, a gotowe „cegiełki” życia trafiały na młode planety za pośrednictwem komet i asteroid, na długo przed uformowaniem się na nich stabilnych zbiorników wodnych.
Implikacje są szerokie. Jeśli złożona chemia prebiotyczna jest naturalnym produktem ubocznym ewolucji kosmosu, szanse na istnienie życia poza Ziemią wydają się znacznie większe. Poszukiwania nie muszą się już koncentrować wyłącznie na planetach znajdujących się w tzw. strefie życia. Potencjalne kolebki życia mogłyby istnieć także na lodowych księżycach, w zewnętrznych rejonach układów planetarnych, a nawet w samych obłokach międzygwiazdowych. Dla astrobiologii oznacza to konieczność przesunięcia akcentów w planowaniu przyszłych misji. Obiekty takie jak księżyc Jowisza, na przykład Europa, czy Enceladus krążący wokół Saturna, pokryte grubą warstwą lodu, stają się jeszcze bardziej interesującymi celami. Pod ich powierzchnią mogą skrywać się nie tylko proste związki organiczne, ale także gotowe peptydy, będące milowym krokiem na drodze do powstania żywych organizmów.