Ključni sastojci života na Zemlji lakše nastaju u svemiru

Kako je život na Zemlji započeo? Je li nastao čudesno, i to samo na Zemlji? Ili je život kakvog poznajemo rasprostranjen po cijeloj galaksiji i svemiru? Zašto je sve to započelo? Kako su elementi nužni za život nastali? Što je dovelo te elemente na Zemlju? Postoji mnogo pitanja o životu na Zemlji. I unatoč našem nevjerojatnom tehnološkom napretku, još uvijek nismo u mogućnosti odgovoriti na mnoga od tih pitanja. Unatoč godinama istraživanja u raznim područjima, život na Zemlji ostaje zagonetka.  Znanstvenici vjeruju da je život nastao iz praiskonske juhe organskih kemikalija i biomolekula na ranoj Zemlji, što je na kraju dovelo do stvaranja stvarnih organizama.

Život u svemiru, ili život iz svemira?

Oduvijek se sumnjalo da su neki od tih sastojaka mogli biti dostavljeni iz svemira. Sada novai znanstveni rad, objavljen u časopisu Science Advances, pokazuje da se posebna skupina molekula, poznata kao peptidi, može formirati lakše pod uvjetima svemira nego na Zemlji.

To upućuje na mogućnost da su peptidi mogli biti dostavljeni na ranu Zemlju putem meteorita ili kometa, otvarajući perspektivu da bi život mogao nastati i na drugim mjestima. Funkcije života održavaju se u našim stanicama (i stanicama svih živih bića) kroz velike, složene ugljikove (organske) molekule poznate kao proteini. Informacija o tome kako stvoriti raznovrsnost proteina potrebnih za život sadržana je u našoj DNK, koja je također kompleksna organska molekula. Te složene molekule sastavljene su od različitih malih i jednostavnih molekula poput aminokiselina — temeljnih gradivnih blokova života. Da bismo razumjeli podrijetlo života, ključno je shvatiti kako i gdje se ti gradivni blokovi formiraju te pod kojim uvjetima se spontano organiziraju u kompleksnije strukture. Osim toga, bitno je razumjeti proces koji im omogućava da postanu ograničeni, samoreplicirajući sustavi — živi organizmi.

Ova najnovija studija osvjetljava kako su neki od tih gradivnih blokova mogli nastati i sastaviti se te kako su na kraju dospjeli na Zemlju. DNK, ili deoksiribonukleinska kiselina, sastoji se od dviju dugih lanaca koji formiraju strukturu dvostruke spirale. Svaki lanac sastoji se od manjih molekula nazvanih nukleotidi. Svaki nukleotid uključuje tri komponente: molekulu šećera (deoksiriboza u DNK), fosfatnu skupinu i dušikovu bazu. U DNK postoje četiri tipa dušičnih baza: adenin (A), timin (T), citozin (C) i gvanin (G). Te baze se specifično spajaju (A s T, C s G) formirajući prečke dvostruke spirale, dok šećer i fosfatne skupine čine okosnicu DNK molekule. Peptidi, koji su skupine aminokiselina u obliku kratkih lanaca, mogu se sastojati od samo dvije aminokiseline, no mogu se proširiti i do stotina aminokiselina. Proces sastavljanja aminokiselina u peptide ključan je korak jer peptidi obavljaju funkcije poput kataliziranja ili pojačavanja reakcija, što je važno za održavanje života. Također, peptidi su potencijalne molekule koje bi se mogle dalje sastavljati u rane verzije membrana, ograničavajući funkcionalne molekule unutar staničnih struktura

Ključni sastojci života

Ipak, unatoč potencijalno ključnoj ulozi peptida u nastanku života, njihovo spontano formiranje u uvjetima rane Zemlje nije bilo jednostavno. Znanstvenici koji stoje iza ove studije prethodno su pokazali da su hladni uvjeti svemira zapravo povoljniji za sintezu peptida. U izrazito niskoj gustoći oblaka molekula i prašine u svemirskom području poznatom kao međuzvjezdani medij, pojedinačni atomi ugljika mogu se povezati na površinu čestica prašine zajedno s molekulama ugljikova monoksida i amonijaka, reagirajući i formirajući molekule slične aminokiselinama. Kako se oblak zgusne i čestice prašine počnu se spajati, te molekule se mogu organizirati u peptide. U novoj studiji, znanstvenici istražuju gusto okruženje prašnjavih diskova iz kojih na kraju nastaje novi sunčev sustav s zvijezdom i planetima. Ovi diskovi nastaju kada se oblaci naglo sruše pod utjecajem gravitacije. U takvom okruženju, molekule vode su značajno prisutnije, formirajući led na površini rastućih agregata čestica što može inhibirati reakcije formiranja peptida.

Imitacijom reakcija koje bi se vjerojatno odvijale u međuzvjezdanom mediju u laboratorijskim uvjetima, novi znanstveni rad pokazuje da, iako je formiranje peptida nešto smanjeno, nije spriječeno. Umjesto toga, kako se stijene i prašina spajaju formirajući veća tijela poput asteroida i kometa, ova tijela se zagrijavaju i omogućuju stvaranje tekućina. To potiče formiranje peptida u tim tekućinama, a prirodna selekcija potiče daljnje reakcije koje rezultiraju još složenijim organskim molekulama. Ovi procesi vjerojatno su se odvijali tijekom formiranja našeg sunčevog sustava. Mnogi od gradivnih elemenata života, kao što su aminokiseline, lipidi i šećeri, mogu se formirati u svemirskom okruženju, a mnogi su otkriveni u meteoritima. Budući da je sinteza peptida učinkovitija u svemiru nego na Zemlji, i budući da se peptidi mogu akumulirati u kometama, njihov utjecaj na ranu Zemlju mogao bi ubrzati korake prema nastanku života. Što sve to znači za naše šanse za pronalaženje izvanzemaljskog života? Gradivni elementi za život dostupni su diljem svemira, no koliko specifični uvjeti moraju biti da bi omogućili njihovo samosastavljanje u žive organizme i dalje ostaje otvoreno pitanje. Kada bolje razumijemo te uvjete, imat ćemo jasniju predodžbu o mogućoj rasprostranjenosti života. Do tada, nastavljamo istraživati kozmos!