تأیید هر پنج باز نوکلئوتیدی DNA در نمونه‌های سیارکی، نظریه «حیات از فضا» را تقویت می‌کند

اجزای سازنده حیات دیگر منحصر به زمین نیستند. در یک تحلیل مهم از مواد دست‌نخورده سیارکی، محققان وجود هر پنج باز نوکلئوتیدی—«حروف» شیمیایی تشکیل‌دهنده کد ژنتیکی DNA و RNA—را تأیید کردند. این کشف یک شکاف آشکار در زیست‌شناسی فضایی را پر می‌کند و مجموعه شواهد جامعی را در مورد چگونگی رسیدن مواد اولیه حیات به سیاره ما ارائه می‌دهد.

برای چندین دهه، دانشمندانی که شهاب‌سنگ‌ها را تجزیه و تحلیل می‌کردند، تنها سه مورد از پنج باز نوکلئوتیدی ضروری را پیدا کرده بودند: آدنین، گوانین و اوراسیل. دو مورد گمشده—سیتوزین و تیمین—به طور سرسختانه‌ای در نمونه‌های فرازمینی غایب بودند. این غیبت باعث شد برخی محققان نظریه‌پردازی کنند که این مولکول‌های خاص تنها می‌توانستند در سوپ اولیه زمین سنتز شوند، و این امر ایده رساندن یک کیت آغازین کامل برای زیست‌شناسی توسط سنگ‌های فضایی را زیر سؤال می‌برد.

مطالعه جدیدی که این هفته منتشر شد، این فرضیه را رد می‌کند. نویسنده اصلی مقاله نیچر توضیح می‌دهد: «ما اکنون مجموعه کامل را در اختیار داریم.» «الفبای ژنتیکی که رمز حیات در زمین است، به طور کامل و مستقل از زیست‌شناسی زمینی، در این سنگ‌های فرازمینی وجود دارد.» این یافته‌ها تأیید می‌کنند که کیهان یک کارخانه شیمیایی عظیم است که قادر به سنتز مولکول‌های آلی پیچیده است.

این پیشرفت نه از طریق یافتن شهاب‌سنگ‌های جدید، بلکه با ابداع روشی ملایم‌تر برای بررسی آن‌ها حاصل شد. روش‌های استخراج قبلی متکی بر استفاده از اسید فرمیک داغ برای حل کردن سنگ و جداسازی ترکیبات آلی بودند. در حالی که اسید داغ با موفقیت پورین‌های قوی و دوحلقه‌ای مانند آدنین و گوانین را استخراج می‌کرد، به طور ناخواسته پیریمیدین‌های شکننده‌تر و تک‌حلقه‌ای—سیتوزین و تیمین—را از بین می‌برد.[2]

در واقع، همان فرآیندی که برای یافتن بازهای نوکلئوتیدی طراحی شده بود، آن‌ها را محو می‌کرد. برای حل این مشکل، تیم بین‌المللی یک تکنیک «استخراج سرد» را با استفاده از آب خنک و حمام‌های فراصوت توسعه داد. این رویکرد ملایم‌تر، ساختارهای مولکولی ظریف را حفظ کرد و سرانجام پیریمیدین‌های گمشده را که در غلظت‌های در حد بخش در میلیارد در سنگ پنهان شده بودند، آشکار ساخت.[2]

نمونه‌های مورد تجزیه و تحلیل به طور استثنایی دست‌نخورده بودند، که مستقیماً از سیارک‌های نزدیک به زمین ریوگو (Ryugu) و بنو (Bennu) از طریق مأموریت‌های بازگشت هایابوسا ۲ (Hayabusa2) و اوسیریس-رکس (OSIRIS-REx) و همچنین قطعات به دقت حفظ شده شهاب‌سنگ مورچیسون (Murchison) به دست آمده بودند. از آنجایی که نمونه‌های ریوگو و بنو در خلأ فضا جمع‌آوری و در کپسول‌های تخصصی مهر و موم شدند، تهدید دائمی آلودگی زمینی که تحقیقات سنتی شهاب‌سنگ‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد، از بین می‌رود.[1]

وجود این مولکول‌ها در سنگ‌های فضایی به شدت نظریه شبه-پان‌اسپرمیا (pseudo-panspermia) را تقویت می‌کند، که نشان می‌دهد پیش‌سازهای شیمیایی حیات حدود ۴ میلیارد سال پیش توسط بمباران شدید سیارک‌ها و دنباله‌دارها به زمین منتقل شده‌اند. در طول بمباران سنگین متأخر (Late Heavy Bombardment)، میلیون‌ها تن کندریت کربنی بر زمین جوان بارید.[1]

این داده‌های جدید به دانشمندان اجازه می‌دهد تا محاسبه کنند که این بارش کیهانی می‌توانسته میلیون‌ها تن باز نوکلئوتیدی آماده را به سطح سیاره برساند. مسیرهای شیمیایی که این بازهای نوکلئوتیدی را در فضا ایجاد می‌کنند نیز در حال روشن‌تر شدن هستند. شبیه‌سازی‌های آزمایشگاهی ابرهای یخ میان‌ستاره‌ای، که تحت بمباران پرتو فرابنفش قرار می‌گیرند، نشان داده‌اند که مولکول‌های ساده‌ای مانند آمونیاک و مونوکسید کربن می‌توانند به طور خودبه‌خودی بازهای نوکلئوتیدی پیچیده را تشکیل دهند.

با این حال، این مجموعه شواهد با ابهامات آشکاری همراه است. یک پرسش حیاتی باقی می‌ماند: آیا این مولکول‌های رسیده از فضا واقعاً آغازگر حیات بودند، یا در مقایسه با آنچه زمین به تنهایی سنتز می‌کرد، صرفاً قطره‌ای در اقیانوس محسوب می‌شدند؟ غلظت‌های یافت شده در شهاب‌سنگ‌ها به طرز باورنکردنی کوچک هستند، که منجر به بحث‌های شدید در میان شیمیدانان شده است.

برخی از شیمیدانان پیش‌زیستی استدلال می‌کنند که اگرچه انتقال فرازمینی جذاب است، اما غلظت‌های در حد بخش در میلیارد برای اینکه بتوانند منشأ حیات را پیش ببرند، بدون وجود یک مکانیسم تمرکز موضعی روی زمین، بسیار پایین هستند. آن‌ها پیشنهاد می‌کنند که حوضچه‌های جزر و مدی در حال تبخیر، قفسه‌های یخی در حال انجماد، یا منافذ گرمابی اعماق دریا همچنان برای جمع‌آوری این محموله‌های کیهانی و وادار کردن آن‌ها به اتصال به اولین زنجیره‌های RNA مورد نیاز بوده‌اند.[1][2]

محققان دیگر اشاره می‌کنند که بارش مداوم ریزشهاب‌سنگ‌ها در طول صدها میلیون سال می‌توانسته یک منبع جهانی و ثابت از مواد آلی ایجاد کند و نیاز به محیط‌های محلی بسیار خاص را از بین ببرد. روش استخراج سرد اکنون در حال اعمال بر روی ده‌ها نمونه شهاب‌سنگ آرشیوی است تا دقیقاً مشخص شود این مولکول‌ها در کلاس‌های مختلف سنگ‌های فضایی چقدر گسترده هستند.

صرف نظر از نقش نهایی آن‌ها در تاریخ خاص زمین، تأیید وجود هر پنج باز نوکلئوتیدی در سیارک‌ها نشان‌دهنده یک تغییر الگو است. این امر ثابت می‌کند که مواد تشکیل‌دهنده DNA در سراسر کیهان فراگیر هستند. اگر الفبای شیمیایی حیات به طور معمول در اعماق سرد فضا تولید می‌شود، ممکن است دستورالعمل زیست‌شناسی بسیار رایج‌تر از آن باشد که بشر تاکنون جرأت تصور آن را داشته است.