Pochodzenie życia na Ziemi jest nadal zagadkowe, ale powoli odkrywamy etapy i niezbędne składniki. Naukowcy uważają, że życie powstało w pierwotnej zupie organicznych substancji chemicznych i biomolekuł na wczesnej Ziemi, co ostatecznie doprowadziło do powstania rzeczywistych organizmów.

Od dawna podejrzewano, że niektóre z tych składników mogły zostać dostarczone z kosmosu. Teraz nowe badanie opublikowane w Postępy nauki, pokazuje, że specjalna grupa cząsteczek, zwana peptydami, może tworzyć się w warunkach kosmicznych łatwiej niż te występujące na Ziemi. Oznacza to, że mogły zostać dostarczone na wczesną Ziemię przez meteoryty lub komety i że życie może powstać także gdzie indziej.

Funkcje życiowe w naszych komórkach (i wszystkich żywych istotach) są podtrzymywane przez duże, złożone cząsteczki oparte na węglu (organiczne), zwane białkami. Sposób wytwarzania tak dużej różnorodności białek potrzebnych do przeżycia jest zakodowany w naszym DNA, które samo w sobie jest dużą i złożoną cząsteczką organiczną.

Jednakże te złożone cząsteczki składają się z różnych małych i prostych cząsteczek, takich jak aminokwasy — tak zwanych cegiełek życia.

Aby wyjaśnić pochodzenie życia, musimy zrozumieć, jak i gdzie powstają te elementy składowe oraz w jakich warunkach spontanicznie łączą się w bardziej złożone struktury. Wreszcie musimy zrozumieć krok, który umożliwia im stanie się zamkniętym, samoreplikującym się systemem – żywym organizmem.

To najnowsze badanie rzuca światło na to, jak niektóre z tych elementów mogły powstać i złożyć się oraz w jaki sposób trafiły na Ziemię.

Kroki do życia

DNA składa się z ok 20 różnych aminokwasów. Podobnie jak litery alfabetu, są one ułożone w strukturze podwójnej helisy DNA w różnych kombinacjach, aby zaszyfrować nasz kod genetyczny.

Peptydy są także zbiorem aminokwasów o strukturze łańcuchowej. Peptydy mogą składać się z zaledwie dwóch aminokwasów, ale mogą się również składać z setek aminokwasów.

Łączenie aminokwasów w peptydy jest ważnym krokiem, ponieważ peptydy pełnią funkcje takie jak katalizowanie lub wzmacnianie reakcji ważnych dla podtrzymania życia. Są to także cząsteczki-kandydaci, z których można było dalej składać wczesne wersje membran, zamykając cząsteczki funkcjonalne w strukturach przypominających komórki.

Jednak pomimo ich potencjalnie ważnej roli w powstaniu życia, spontaniczne formowanie się peptydów w warunkach środowiskowych na wczesnej Ziemi nie było tak proste. W rzeczywistości naukowcy stojący za obecnym badaniem to zrobili wcześniej pokazane że zimne warunki kosmiczne są w rzeczywistości bardziej sprzyjające tworzeniu się peptydów.

W obłokach cząsteczek i cząstek pyłu o bardzo małej gęstości w części przestrzeni zwanej ośrodkiem międzygwiazdowym (patrz wyżej), pojedyncze atomy węgla mogą przyklejać się do powierzchni ziaren pyłu razem z cząsteczkami tlenku węgla i amoniaku. Oni następnie zareaguj formą cząsteczki przypominające aminokwasy. Kiedy taka chmura staje się gęstsza, a cząstki pyłu również zaczynają się sklejać, cząsteczki te mogą łączyć się w peptydy.

W swoim nowym badaniu naukowcy przyglądają się gęstemu środowisku dysków pyłowych, z którego ostatecznie wyłania się nowy układ słoneczny z gwiazdą i planetami. Takie dyski powstają, gdy chmury nagle zapadają się pod wpływem siły grawitacji. W tym środowisku cząsteczki wody są znacznie bardziej powszechne i tworzą lód na powierzchni rosnących aglomeratów cząstek, które mogą hamować reakcje tworzące peptydy.

Naśladując w laboratorium reakcje, które mogą zachodzić w ośrodku międzygwiazdowym, badanie pokazuje, że chociaż tworzenie peptydów jest nieco zmniejszone, nie można temu zapobiec. Zamiast tego, gdy skały i pył łączą się, tworząc większe ciała, takie jak asteroidy i komety, ciała te nagrzewają się i umożliwiają tworzenie się cieczy. Zwiększa to tworzenie się peptydów w tych cieczach i następuje naturalny dobór dalszych reakcji, w wyniku których powstają jeszcze bardziej złożone cząsteczki organiczne. Procesy te miały miejsce podczas formowania się naszego własnego Układu Słonecznego.

Wiele elementów składowych życia, takich jak aminokwasy, lipidy i cukry mogą powstawać w środowisku kosmicznym. Wiele z nich odkryto w meteorytach.

Ponieważ tworzenie peptydów jest bardziej wydajne w kosmosie niż na Ziemi i ponieważ mogą one gromadzić się w kometach, ich oddziaływanie na wczesną Ziemię mogło dostarczyć ładunków, które przyspieszyły kroki w kierunku powstania życia na Ziemi.

Co to wszystko oznacza dla naszych szans na znalezienie obcego życia? Cóż, elementy składowe życia są dostępne w całym wszechświecie. To, jak specyficzne muszą być warunki, aby umożliwić im samoorganizację w żywe organizmy, pozostaje nadal kwestią otwartą. Kiedy już to wiemy, będziemy mieli dobre pojęcie o tym, jak powszechne lub nie może być życie.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Kredytowych Image: Aldebaran S / Unsplash

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://singularityhub.com/2024/04/23/the-crucial-building-blocks-of-life-on-earth-form-more-easily-in-outer-space/