عناصر اصلی حیات چگونه شکل گرفته‌اند

محققان شرایط یک ابر بین‌ستاره‌ای و یک سیارک را شبیه سازی کردند تا به درک عمیق‌تری از چگونگی دستیابی کندریت‌های کربنی به اسیدهای آمینه که عناصر اصلی حیات نامیده میشوند دست یابند.

به گزارش تکناک، مطالعه اخیر به رهبری دکتر دانا قاسم، دانشمند تحقیقاتی در موسسه تحقیقاتی Southwest ، نشان می‌دهد که شرایط درون ابرهای بین‌ستاره‌ای ممکن است تأثیر قابل‌توجهی بر وجود عناصر اصلی حیات در منظومه شمسی داشته باشد.

کندریت‌های کربنی، برخی از قدیمی‌ترین اجرام جهان، شهاب‌سنگ‌هایی هستند که گمان می‌رود در منشأ حیات نقش داشته‌اند. آنها حاوی چندین مولکول و مواد آلی مختلف از جمله آمین ها و اسیدهای آمینه هستند که عناصر اصلی سازنده حیات را تشکیل می دهند که برای ایجاد حیات بر روی زمین حیاتی هستند. دانا قاسم گفت: این مواد برای ایجاد پروتئین و بافت ماهیچه ای ضروری هستند.

بیشتر شهاب‌سنگ‌ها تکه‌هایی از سیارک‌ها هستند که مدت‌ها پیش در کمربند سیارکی، واقع بین مریخ و مشتری، متلاشی شدند. این قطعات قبل از اینکه با زمین برخورد کنند، برای دوره‌های طولانی، احتمالاً میلیون‌ها سال، به دور خورشید می‌چرخند.

یکی از سؤالاتی که دانا قاسم و دیگران سعی در پاسخ به آن دارند این است که چگونه اسیدهای آمینه در وهله اول وارد کندریت های کربنی شدند. از آنجایی که بیشتر شهاب‌سنگ‌ها از سیارک‌ها می‌آیند، دانشمندان تلاش کرده‌اند با شبیه‌سازی شرایط سیارک‌ها در یک محیط آزمایشگاهی، اسیدهای آمینه را بازتولید کنند، فرآیندی که «تغییر آبی» نامیده می‌شود.

وی گفت: این روش 100 درصد موفقیت آمیز نبوده است. با این حال، ترکیب سیارک‌ها از والدین ابر مولکولی بین‌ستاره‌ای که سرشار از مواد آلی بود، سرچشمه می‌گیرد. در حالی که هیچ شواهد مستقیمی از وجود اسیدهای آمینه در ابرهای بین ستاره ای یافت نشده، شواهدی از آمین ها وجود دارد. ابر مولکولی می‌توانست اسیدهای آمینه موجود در سیارک‌ها را تامین کند که آنها را به شهاب‌سنگ‌ها منتقل می‌کرد.

برای درک این موضوع که اسیدهای آمینه تا چه اندازه ای از شرایط سیارکی تشکیل شده اند و تا چه مقدار از ابر مولکولی بین ستاره ای تاثیر گرفته اند قاسم شکل گیری آمین ها و اسیدهای آمینه را همانطور که در ابر مولکولی بین ستاره ای اتفاق می افتد شبیه سازی کرد.

قاسم که این آزمایش را در حین کار در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت، مریلند، بین سال‌های 2020 تا 2022 انجام داد، توضیح داد: من یخ هایی ایجاد کردم که در ابر ملکولی بین ستاره ای بسیار رایج هستند و برای شبیه سازی برخورد اشعه های کیهانی به آنها پرتو افکندم. این باعث شد که مولکول‌ها شکسته شوند و دوباره به مولکول‌های بزرگ‌تر تبدیل شوند که در نهایت یک باقیمانده آلی ایجاد کرد. سپس قاسم برای پیدا کردن آمینه ها و اسید های آمینه، باقیمانده آلی را از طریق دگرسانی آبی مورد پردازش قرار داد و مطالعه کرد.

او گفت: صرفه نظر از نوع پردازش سیارکی که انجام دادیم، تنوع آمین ها و اسیدهای آمینه حاصل از آزمایش های یخ بین ستاره ای ثابت ماند. این به ما می گوید که شرایط ابر بین ستاره ای در مقابل پردازش سیارک ها کاملاً انعطاف پذیر است. این شرایط می تواند بر توزیع آمینو اسیدهایی که در شهاب سنگ ها می یابیم تأثیر بگذارد.

با این حال، فراوانی اسیدهای آمینه دو برابر شد که نشان می‌دهد پردازش سیارک‌ها بر میزان اسیدهای آمینه موجود تأثیر می‌گذارد.

او گفت: اساساً ما باید هم شرایط ابر بین ستاره ای و هم پردازش سیارک را در نظر بگیریم تا توزیع را به بهترین شکل تفسیر کنیم.

برای درک بهتر نقش ابر بین ستاره ای در توزیع بلوک های سازنده حیات، قاسم مشتاقانه منتظر مطالعات نمونه‌های سیارکی از مأموریت‌هایی مانند OSIRIS-REx است که در حال حاضر در راه بازگشت به زمین هستند.

قاسم گفت: هنگامی که دانشمندان این نمونه‌ها را مطالعه می‌کنند، معمولاً سعی می‌کنند بفهمند فرآیندهای سیارکی بر چه چیزی تأثیر می‌گذارند، اما واضح است که اکنون باید به چگونگی تأثیر ابر بین‌ستاره‌ای بر توزیع بلوک‌های سازنده حیات نیز بپردازیم.