Elementele chimice complexe considerate precursori ai moleculelor biologice pot lua naştere spontan în spaţiul interstelar, potrivit unui experiment de laborator care oferă indicii noi despre posibilele origini ale vieţii în Univers, relatează Live Science, citat de Agerpres.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Studiul arată că, în prezenţa radiaţiilor ionizante, aminoacizii, componentele fundamentale ale proteinelor – pot forma legături peptidice, reprezentând primul pas către sinteza unor molecule biologice mai complexe, precum enzimele şi proteinele celulare. Rezultatele cercetării au fost publicate pe 20 ianuarie în revista Nature Astronomy.
Un scenariu alternativ pentru apariţia vieţii pe Pământ
Autorii susţin că descoperirea conturează un scenariu alternativ pentru apariţia vieţii pe Pământ şi ar putea influenţa strategiile de căutare a vieţii extraterestre.
Conform teoriilor actuale, primele forme de viaţă ar fi apărut dintr-un amestec de molecule prebiotice – aminoacizi, zaharuri simple şi ARN –, însă modul în care aceste ingrediente fundamentale s-au format rămâne necunoscut. Una dintre ipoteze sugerează că o parte dintre ele ar fi avut origine extraterestră şi ar fi ajuns pe Terra odată cu meteoriţii, explică Alfred Hopkinson, coordonatorul studiului şi cercetător postdoctoral la Departamentul de Fizică şi Astronomie al Universităţii din Aarhus.
Mediul extrem al spaţiului interstelar favorizează reacţii chimice neobişnuite
Glicina, cel mai simplu aminoacid, a fost identificată în ultimele decenii în numeroase probe provenite de la comete şi meteoriţi, inclusiv în eşantioane de praf colectate de pe asteroidul Bennu în cadrul misiunii OSIRIS-REx a NASA. În schimb, dipeptidele – molecule formate din doi aminoacizi legaţi prin eliminarea unei molecule de apă – nu au fost detectate până acum în aceste corpuri cosmice. Totuşi, mediul extrem al spaţiului interstelar, marcat de radiaţii intense, favorizează reacţii chimice neobişnuite care ar putea permite formarea unor molecule mai complexe.
„Dacă aminoacizii se pot lega între ei în spaţiu şi pot atinge un nivel superior de complexitate, precum dipeptidele, atunci, odată ajunşi pe o suprafaţă planetară, există deja un punct de plecare pentru apariţia vieţii”, a declarat Hopkinson.
Legăturile peptidice pot apărea spontan în spaţiul interstelar
Pentru a testa această ipoteză, o echipă condusă de astrofizicianul Sergio Ioppolo, de la Universitatea din Aarhus, a recreat în laborator condiţii similare celor din spaţiul cosmic. La instalaţia ciclotronică HUN-REN Atomki din Ungaria, cercetătorii au expus cristale de gheaţă acoperite cu glicină la bombardament cu protoni de mare energie, la temperaturi de 20 kelvini şi presiuni extrem de scăzute. Produşii reacţiilor au fost apoi analizaţi prin spectroscopie în infraroşu şi spectrometrie de masă.
Pentru a urmări cu precizie reacţiile chimice, oamenii de ştiinţă au utilizat markeri cu deuteriu – o formă mai grea a hidrogenului –, care permit identificarea clară a legăturilor moleculare.
Rezultatele au confirmat ipoteza iniţială: moleculele de glicină au reacţionat sub influenţa radiaţiilor şi au format o dipeptidă numită glicilglicină, demonstrând că legăturile peptidice pot apărea spontan în spaţiul interstelar.
Un posibil pas suplimentar pe drumul către apariţia vieţii
Mai mult, experimentul a generat şi alte molecule organice complexe. Un semnal chimic neaşteptat a fost atribuit provizoriu N-formilglicinamidei, o subunitate a unei enzime implicate în sinteza componentelor ADN-ului, sugerând un rol potenţial important în chimia originilor vieţii.
„Dacă se formează o varietate atât de mare de molecule organice, impactul asupra modului în care înţelegem apariţia vieţii ar putea fi mult mai profund decât am crezut”, a explicat Hopkinson.
În continuare, echipa de cercetare analizează dacă procese similare pot avea loc şi în cazul altor aminoacizi din mediul interstelar, ceea ce ar putea conduce la formarea unor peptide şi mai diverse, cu proprietăţi chimice variate – un posibil pas suplimentar pe drumul către apariţia vieţii.
