Počátky života dávno před Zemí? Stavební kameny vznikají na zrncích kosmického prachu

- Vesmír autor: Jan Toman

Čas od času tiskem prosviští novinka, že nějaký "na slovo vzatý" odborník objevil v meteoritu či na zrncích kosmického prachu nachytaných vysoko v atmosféře známky života nebo dokonce živé organismy. Už samotná nátura podobných zpráv nabádá k opatrnosti. 

Ilustrační snímek

Ilustrační snímek,zdroj: ThinkStock

Většinou se ukáže, že zmíněný odborník je ve skutečnosti nějaká "známá firma" ze země třetího světa, jeho vzorky jsou nanejvýš pochybné a interpretace výsledků vznikla ve stylu "přání otcem myšlenky". 

Podobné senzace zatím bez výjimky skončily fiaskem a vždy se ukázalo, že nalezené organismy pocházejí ze Země.  Možné pozůstatky života v marťanských meteoritech jsou prozkoumané lépe, ale zase nám neumožňují vyvodit o jejich původu jednoznačný závěr.

Na druhou stranu, nejrůznější měření ze Země i výzkumy kosmických sond ukazují, že ve vesmíru – na kometách a asteroidech, v mlhovinách či na zrncích kosmického prachu – mohou vznikat překvapivě složité uhlíkaté molekuly, které jsou na Zemi součástí organické chemie. Podobné molekuly zřejmě stály u vzniku života, ale jejich vznik přímo na rané Zemi je z nejrůznějších důvodů komplikovaný.

Nemohly náhodou v kosmu vzniknout, a později na Zemi napadat, alespoň tyto základní stavební kameny života?

Otázkou takzvané prebiotické chemie, tj. dějů, které předcházely vzniku prvních protoorganismů schopných množení, se zabývají zástupy biochemiků. Jak ukázaly už první pokusy v 50. letech, složité organické molekuly obsahující uhlík, kyslík a dusík vznikají za podmínek připomínajících ranou Zemi celkem snadno.

Jako zásadní problém se ale ukázalo to, jak docílit vzniku přesně těch molekul, které s největší pravděpodobností stály u vzniku života, jak je udržet stabilní, koncentrovat a vzájemně spojit. 

První organismy zřejmě k záznamu dědičné informace nepoužívaly DNA, ale RNA, která převzala dnešní "provozní" roli až později. Kostru RNA ovšem tvoří ribóza, jednoduchý cukr, jehož vznik za podmínek rané Země je obtížně představitelný a který se navíc nevyznačuje zrovna velkou stabilitou.

Molekuly ribózy by se v nízké koncentraci spíše rozpadly, než by se jich několik za přítomnosti dalších stavebních složek RNA spojilo do delšího řetězce. I z tohoto důvodu v poslední době biochemici uvažují spíše o vzniku celých segmentů RNA najednou než syntéze jednotlivých složek a jejich postupném spojení.

Přes několik nesporných úspěchů v této oblasti se ale nedávno ukázalo, že vznik relativně velkých koncentrací ribózy nemusí představovat problém. Tento cukr totiž podle nedávno provedených experimentů může vznikat už ve vesmíru!

Tým evropských a mexických vědců nedávno simuloval podmínky, které panovaly v prachovém mračnu na samém počátku formování naší sluneční soustavy.

Zrníčka uhlíkatého nebo křemenného materiálu nechali za nízkých teplot omrznout vodou s příměsemi metanolu a čpavku. Následně je bombardovali intenzivním UV zářením a nakonec zahřáli na pokojovou teplotu. Poslední krok může odpovídat třeba jejich dopadu na nově se formující planetu. Nakonec výzkumníci směs rozpustili a podrobili extrémně citlivé chromatograficko-spektroskopické analýze.

Právě nová metoda analýzy umožnila badatelům odhalit i tu nejmenší koncentraci cukrů. Působením extrémních podmínek se jednoduché chemické látky spojily do řady složitých organických sloučenin, které od sebe výzkumníci mohli odlišit.

Ve vzorku se mezi dalšími sloučeninami nacházely i cukry xylóza, arabinóza, lyxóza, ribulóza a ribóza, cukerné alkoholy nebo cukerné a hydroxykarboxylové kyseliny. Zkrátka celá "prebiotická ZOO" organických sloučenin, daleko rozsáhlejší, než při podobných výzkumech dříve. Celkové zastoupení těchto sloučenin odpovídalo až 3,5 procenta hmotnosti vzorku, což je na poměry podobných dějů obrovské množství.

Ribózy rovněž vzniklo nezanedbatelné množství, daleko větší, než při podobných reakcích za normálních podmínek. Na druhou stranu, na zrnkách se utvořila i treóza, glokol nebo glycerol, a při podobných experimentech dříve také různé aminokyseliny, základní složky bílkovin. Všechny tyto sloučeniny byly dříve navržené jako možné předchůdkyně ribózy v nukleových kyselinách.

Experiment s kosmickým prachem nám tak neumožňuje rozhodnout mezi konkurenčními teoriemi vzniku života, ale naznačuje, že základních stavebních kamenů organismů mohlo být v počátcích evoluce víc než dost.

Zdroj: C Meinert, I Myrgorodska, P De Marcellus, ... & UJ Meierhenrich (2016): Ribose and related sugars from ultraviolet irradiation of interstellar ice analogs. Science, 352(6282).

Tagy: vznik života věda a poznání prebiotická chemie

Zdroje: Vlastní