Bennu: űrszaloncukor vagy rágógumi?

A NASA bejelentése szerint a tudósok több, az élethez nélkülözhetetlen cukrot is kimutattak a Bennu aszteroidáról visszahozott mintákban.

December 2-án a japán Tohoku Egyetem kutatói által vezetett nemzetközi csapat bejelentette, hogy ribózt, glükózt és más cukrokat azonosítottak a Bennu aszteroidáról származó mintában, amelyet a NASA OSIRIS-REx küldetése hozott vissza 2023-ban – tette közzé Tamási Dávid a Spacejunkie.hu oldalán. – A felfedezés azt jelenti, hogy az élet hiányában is természetes módon létrejöhetnek azok az összetevők, amelyek egyes genetikai molekulák megalkotásához szükségesek. Ez pedig sokkal közelebb visz bennünket ahhoz, hogy megértsük az élet lehetséges eredetét a Földön és máshol az univerzumban.

A ribóz különösen jelentős, mert része a ribonukleinsav (RNS) gerincének. A DNS-hez (dezoxiribonukleinsav) hasonlóan az RNS is hosszú, láncszerű molekula, amely genetikai információt hordoz, és részt vesz a fehérjeszintézisben. Az RNS- és DNS-molekulák alegységekből, ún. nukleotidokból állnak, amelyek egy cukorból, egy foszfátcsoportból és öt különböző bázis egyikéből tevődnek össze. A genetikai információt ezeknek a nukleotidbázisoknak a sorrendje kódolja egy RNS- vagy DNS-szálban. Az RNS az adenint, citozint, guanint és uracilt használja, míg a DNS az uracilt timinnel helyettesíti. A foszfátokat és mind az öt bázist korábban már azonosították a Bennu mintáiban, ami azt jelenti, hogy az RNS összes ismert kémiai előfutára jelen van.

A dezoxiribózt nem találták meg a Bennu mintáiban, így a DNS egyik kulcsfontosságú összetevője továbbra is hiányzik. Bár vannak arra utaló jelek, hogy a DNS-ben található 2-dezoxiribóz abiotikus módon is keletkezhet a világűrben, vagy akár kémiai folyamatok révén, amikor a meteoritok a Földre érkeznek, egy másik lehetőség is fennáll. A tudósok sokáig szembesültek egy alapvető kérdéssel, amikor az élet eredetét próbálták megfejteni: a fehérjék vagy a DNS jelent meg előbb? Utóbbi képes genetikai információt tárolni – ami az élet egyik alapelve –, de nem képes önmagát lemásolni. A fehérjék képesek kémiai reakciókat katalizálni, és elengedhetetlenek a DNS replikációjához az élő sejtekben, de nem ismertek arról, hogy genetikai információt tárolnának. Az RNS ezzel szemben egyszálú szerkezete miatt be tud hajlani önmagába, lehetővé téve a nukleotidok közötti önkötődést, miközben genetikai információt is tárol.

Az úgynevezett RNS-világ hipotézis szerint az RNS volt a valódi élő egysejtű szervezetek kémiai előfutára, mivel képes kémiai reakciók katalizálására, saját genetikai információjának tárolására és megfelelő körülmények között önmaga replikálására. Mivel a Bennun természetes módon megtalálhatók az RNS összetevői, az arra vonatkozó kérdések, hogy ezek a vegyületek miként jelenhettek meg a Földön, elkezdhetnek megválaszolódni, tovább finomítva a Földi élet eredetére vonatkozó kutatásokat.

A mintában talált másik jelentős cukor a glükóz volt. A glükóz az a cukor, amely a vérben kering, és a keményítő, a cellulóz (a növényi sejtfal fontos összetevője), a laktóz és a répacukor fő alkotóeleme, emellett pedig szinte minden életforma anyagcseréjének alapja. A glükóz lebontása más molekulákká szinte minden élő szervezet anyagcseréjének kiindulópontja, akár légzést (oxigénnel vagy anélkül), akár fermentációt alkalmaznak, így a glükóz olyan kritikus előfutár, amelynek jelen kell lennie az élet fejlődésének lehetővé tételéhez.

Ezek a jelentős bővítések a világűrben természetesen előforduló szerves molekulák listáján arra utalnak, hogy ezek a cukrok, bázisok és a fehérjeszintézishez szükséges aminosavak akár kialakulhatnak, akár aszteroidák révén eljuthatnak a Naprendszer bármely pontjára. A ribóz bősége és a dezoxiribóz hiánya tovább erősíti az RNS-világ hipotézisét, a glükóz jelenléte pedig azt jelzi, hogy bármilyen lehetséges ősi életforma hozzáférhetett ehhez az anyagcseréjének alapjaként. Összességében ezek az eredmények betekintést nyújtanak a földi élet kezdetébe, iránymutatást adnak a jövőbeli asztrobiológiai kutatások számára, és nyomot szolgáltatnak a Földön kívüli élet kereséséhez.

Más érdekességet is rejt a Bennu

A cukrok kimutatása csak egyike volt a három nagy Bennu-felfedezésnek.

Egy másik kutatócsoport, amelyet Zack Gainsforth, a Kaliforniai Egyetem munkatársa vezetett társigazgatóként, egyfajta „űrrágógumit” fedezett fel a Bennu mintáiban. Egy szokatlan, polimerszerű anyagot, amelyet korábban még soha nem láttak űrkőzetekben.

A tanulmány szerint – amely a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg – az anyag, amely valaha puha és rugalmas volt, de mára megkeményedett, összegubancolódott, nitrogénben és oxigénben gazdag molekulaláncokat alkot. Mivel úgy tűnik, nagyon korán keletkezett az aszteroida történetében, a tudósok szerint egy korai kémiai előfutár lehet, amely hozzájárulhatott a földi élet kialakulásának feltételeihez, és talán a Bennu belsejében megőrződött legelső kémiai átalakulások egyike.

Egy harmadik kutatás, amelyet Ann Nguyen, a NASA texasi Johnson Űrközpontjának kutatója vezetett, és szintén a Nature Astronomy folyóiratban jelent meg, azt találta, hogy a Bennu hatszor több port tartalmaz ősi, felrobbanó csillagokból, mint bármely más ismert űrbéli anyag. Ezek a törékeny szemcsék arra utalnak, hogy a Bennu őselemű testéhez a korai napszél ködének egy olyan régiójában került sor, amelyet a haldokló csillagok pora gazdagon dúsított.