Een nieuwe asteroïde-samplestudie biedt meer hints over de ruimte-oorsprong van de bouwstenen van het leven op aarde

Hoe is het leven ontstaan? Het antwoord op deze vraag raakt de kern van ons bestaan ​​op planeet Aarde.

Is het leven simpelweg ontstaan ​​uit chemische reacties tussen organische verbindingen in de oersoep die overbleef nadat de aarde was samengeklonterd uit ruimtepuin? Zo ja, waar kwamen de organische verbindingen vandaan?

Sommige van de zogenaamde “bouwstenen van het leven” waren misschien verrassend gebruikelijk in het vroege zonnestelsel.

Een team van Japanse en Amerikaanse wetenschappers onder leiding van Yasuhiro Ohba analyseerde monsters van de asteroïde Ryugu in 2018 door de Hayabusa2-missie en vond uracil, een van de vijf belangrijkste basen van RNA- en DNA-moleculen die essentieel zijn voor het leven zoals wij dat kennen. . zij Stady Geplaatst op 21 maart in Natuurcommunicatie.

bouw blokken

Op het meest basale niveau is de evolutie van het leven de integratie van eenvoudige organische moleculen in steeds complexere verbindingen die kunnen deelnemen aan de vele interacties die met een organisme zijn geassocieerd.

Aangenomen wordt dat eenvoudige aminozuren fungeren als bouwstenen bij de constructie van deze complexere moleculen. Maar dit is niet zomaar een willekeurige combinatieoefening.

Het grootste “deel” van het menselijk genoom, chromosoom 1, bestaat uit 249 miljoen basenparen (de sporten op de kronkelende ladder van het DNA-molecuul). Elk basenpaar bestaat uit twee basen: guanine en cytosine, of adenine en thymine.

Het bouwen van eenvoudige basischemicaliën tot een complete DNA-streng is een enorme taak. De DNA-streng heeft ook een complexe structuur die van persoon tot persoon verschilt. Het leven op aarde gebruikt de structuur van DNA om de levensvorm in kwestie te onthouden.

Naast DNA gebruikt het leven een molecuul genaamd RNA om eiwitten te maken en andere functies in cellen uit te voeren. RNA bestaat ook uit een lange keten van basen: guanine, cytosine en adenine (zoals DNA), maar in plaats van thymine bevat het uracil – wat verscheen in het monster van Ryugu.

Ryugu

Ryugu is de zogenaamde C-type of koolstofhoudende asteroïde. Dit is het meest voorkomende type in de asteroïdengordel en vormt ongeveer 75% van de asteroïden die we kunnen zien.

De Hayabusa2-missie heeft vastgesteld dat C-type asteroïden zoals Ryugu de bron zijn van een soort zeldzame meteoriet die af en toe op aarde wordt aangetroffen, een koolstofhoudende chondriet genoemd.

Uracil en andere organische moleculen waren eerder gevonden in deze meteorieten, maar het was onmogelijk om uit te sluiten dat sommige moleculen van aardse oorsprong waren. Meteorietmonsters kunnen hier op aarde zijn besmet, of hun chemie kan zijn veranderd door verhitting toen het door de atmosfeer viel.

Omdat het Ryugu-monster echter van het oppervlak van een asteroïde is genomen en in een luchtdichte verpakking is teruggestuurd, zijn wetenschappers ervan overtuigd dat het vrij is van verontreiniging of sporen van naar de aarde komen.

Bovendien toont de aanwezigheid van deze aminozuren in Ryugu aan dat zelfs op de oppervlakken van asteroïden, die worden blootgesteld aan zonnewinden, micrometeorieten en kosmische straling, organische moleculen het transport door het zonnestelsel kunnen overleven.

Het heeft een grote verscheidenheid aan verschillende organische verbindingen Het is al gevonden in Ryugu-monsters.

Veel organische moleculen, zoals aminozuren, zijn er in twee vormen: linkshandig en rechtshandig. Het leven op aarde is afhankelijk van linkshandige aminozuren, maar beide vormen komen even vaak voor in Ryugu-monsters, wat suggereert dat de moleculen in Ryugu geen tekenen van leven zijn.

De grote afbeelding

Het zonnestelsel ontstond ongeveer 4,57 miljard jaar geleden uit een moleculaire stofwolk die werd blootgesteld aan ultraviolet licht en deeltjesbombardementen van protonen.

De moleculaire wolk bevatte eenvoudige moleculen zoals methaan (CH₄), water (H₂O) en ammoniak (NH₃). Deze fragmenten zouden zijn gefragmenteerd door straling en de fragmenten zouden opnieuw zijn gecombineerd tot complexere moleculen zoals aminozuren.

Aangenomen wordt dat asteroïden van het C-type, zoals Ryugu, zich zo ver van de zon hebben gevormd dat het water en de koolstofdioxide die ze bevatten nog steeds bevroren zijn. Toen asteroïden echter opwarmden en ijs smolt, kan vloeibaar water interactie hebben gehad met rotsen en mineralen.

Of deze omstandigheden hebben geleid tot de vorming van complexere organische moleculen is een open vraag, maar deze omstandigheden zullen zeker tot verdere interacties leiden. Bovendien kunnen deze aandoeningen de overleving van verschillende verbindingen beïnvloeden.

Ryugu’s Hayabusa2-monsters bieden een nieuwe context voor het begrijpen van de oorsprong van de organische verbindingen die mogelijk het begin van het leven op aarde zijn geweest. Het is nog steeds een enorme stap om deze organische verbindingen te leveren aan de vroege aarde en de vorming van het leven zelf.