Yeni araştırmalar, yaşamın yapı taşları olan amino asitlerin yıldızlararası toz tanecikleri üzerinde Dünya’ya seyahat etmiş olabileceğini ve potansiyel olarak bildiğimiz şekliyle biyolojinin başlamasına yardımcı olabileceğini buldu.
Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık BildirimleriI11’in baş ışın çizgisi bilimcisi Stephen Thompson ve I11 ışın çizgisi bilimcisi Sarah Day, glisin ve alanin gibi amino asitlerin uzayın zorlu koşullarında nasıl hayatta kalabileceğini ve kozmik toza gömülmüş Dünya’ya doğru yol alabileceklerini keşfettiler.
Amino asitler, canlı organizmalardaki her biyolojik süreci yönlendiren proteinlerin ve enzimlerin moleküler temelleridir. Bilim adamları bu moleküllerin Dünya’da mı oluştuğunu yoksa uzaydan mı geldiğini uzun süredir tartışırken, bu yeni çalışma kozmik tozun bunların yayılmasında çok önemli bir rol oynayabileceğine dair ikna edici kanıtlar sunuyor.
Ekip, kozmik tozun ana bileşeni olan amorf magnezyum silikattan küçük parçacıklar sentezledi ve bunların üzerine amino asitleri (glisin, alanin, glutamik asit ve aspartik asit) biriktirdi. Kızılötesi spektroskopi ve senkrotron X-ışını toz kırınımını kullanarak, daha sonra bu moleküllerin silikat parçacıkları ısıtıldığında nasıl davrandığını incelediler ve toz taneciklerinin erken güneş sistemi boyunca ilerlerken meydana gelen ısınmayı simüle ettiler.
Silikat parçacıklarına yalnızca glisin ve alaninin başarıyla bağlandığını buldular. Bu amino asitler kristal yapılar oluşturdu ve alanin söz konusu olduğunda erime noktasının çok üzerindeki sıcaklıklarda stabil kaldı. Çalışma aynı zamanda alaninin iki ayna görüntüsü formunun (L- ve D-alanin) ısıtma altında farklı davrandığını, L-alanin’in D-formundan daha fazla reaktivite gösterdiğini buldu. Öte yandan glisin, saf bozunma noktasının altındaki sıcaklıklarda silikattan kaybolmuştu; bu da onun parçalanmak yerine tane yüzeyinden ayrıldığını gösteriyordu.
Ekip iki parti amorf silikat hazırladı ve bir partiyi amino asitleri biriktirmeden önce ısıl işleme tabi tuttu. Bu, silikat yüzeyinden hidrojen atomlarını uzaklaştırmak ve farklı yüzey özelliklerine sahip iki silikat üretmekti; bu silikatların aynı zamanda amino asitlerin kaybolduğu sıcaklıkları da etkilediği görüldü.
Bu ince farklılıkların, Dünya’da yaşamın tohumunu atan molekül türleri üzerinde derin etkileri olmuş olabilir.
Çalışma tek bir kozmik toz bileşeniyle sınırlı olmasına rağmen, bulgular olası bir “astrominerolojik seçilim mekanizmasının” varlığına işaret edebilir; mevcut toz tanesi yüzeylerinin sınırlı aralığının, toz tanelerine yalnızca belirli amino asitlerin bağlandığı anlamına gelen doğal bir filtreleme süreci.
Amino asitler, kozmik toz taneciklerini kaplayan buzlu örtünün içinde oluşur ve toz tanecikleri sözde “kar çizgisi”ni geçip erken güneş sisteminin daha sıcak, iç bölgeleriyle karşılaştığında, buz örtüleri içlerindeki amino asitlerle birlikte uzaya süblimleştiğinde böyle bir mekanizma devreye girecek. Bu da sonuçta hangi moleküllerin Dünya’ya teslim edildiğini etkileyerek gezegenin ilk organik envanterini şekillendirmiş olabilir.
Yaşam için kozmik bir tarif
Çalışma, yıldızlararası buz örtülerinde oluşan amino asitlerin silikat toz taneciklerine aktarılabileceği ve Dünya’ya ulaşacak kadar uzun süre hayatta kalabileceği fikrini destekliyor. Bu olay muhtemelen 4,4 ila 3,4 milyar yıl önce meydana gelmiş olmalı; bu dönem, sözde geç ağır bombardımanın sona ermesi ve ilk mikrofosillerin jeolojik kayıtlarda ortaya çıkmasının ardından Dünya kabuğunun ve okyanusların oluşumuyla sınırlanan bir dönemdir.
Antarktika mikrometeoritleri ve Wild 2 ve 67P/Churyumov-Gerasimenko gibi kuyruklu yıldızlardan alınan örnekler, amino asitler de dahil olmak üzere yüksek konsantrasyonlarda organik madde göstermiştir. Dahası, her ikisi de amino asit içeren kuyruklu yıldızların ve asteroitlerin çarpması o dönemde hala meydana gelmiş olsa da, mikrometeorit akışının o kadar yüksek olduğuna inanılıyor ki, bunların Dünya’nın erken dönemlerindeki baskın organik karbon kaynağı olabileceği düşünülüyor.
Dünya yüzeyinin yaşamın öncülleri açısından zengin olan uzay tozuyla yıkanmasının, yalnızca karasal sentezden üretilen sınırlı miktardaki amino asitleri potansiyel olarak telafi ettiğine ve Dünya’da yaşamın başlamasına olanak sağladığına inanılıyor.
Ekibin araştırması, yaşamın kökeni bulmacasına hayati bir parça ekliyor. Yıldızlararası toz taneciklerinin yalnızca molekül taşıyıcıları olmadığını, hangi organiklerin hayatta kalacağını ve Dünya gibi gezegenlere ulaşacağını aktif olarak etkileyebileceğini gösteriyor. Bilim insanları bu süreçleri anlayarak evrenin başka yerlerinde yaşamın nasıl ortaya çıkabileceğini daha iyi kavrayabilirler.
Çalışma aynı zamanda insanlığın yaşamın kökenine ilişkin en eski sorularından birini keşfetmek için astronomi, kimya ve jeolojiyi Diamond gibi büyük ölçekli araştırma tesislerinde mevcut ileri deneysel tekniklerle birleştiren disiplinlerarası bilimin önemini de vurguluyor.
