חידה מהחלל החיצון: חומצות האמינו החסרות במטאוריטים

למה בדיוק חלק מחומצות האמינו נתגלו בחלל ואחרות לא ומדוע כל חומצות האמינו שנתגלו מעדיפות את המבנה המולקולרי השמאלי

 מאת: מתוך אאוריקה אלרט (תרגום: דיקלה אורן) 
 
 
 חומצות אמינו נמצאו בעננים בין כוכביים ועל מטאוריטים, אך עם כמה חסרים מסתוריים וכמה מאפיינים משותפים, שמגרים את הדמיון. למה בדיוק חלק מחומצות האמינו נתגלו בחלל ואחרות לא ומדוע כל חומצות האמינו שנתגלו מעדיפות את המבנה המולקולרי השמאלי, כשם שחומצות האמינו על כדור הארץ "מעדיפות" אותו, אלה הן שאלות, שהתשובות עליהן עשויות לחשוף את התשובה לאחת השאלות הבסיסיות ביותר במדע: היכן וכיצד התחילו החיים?

"השורה התחתונה היא שאתה יכול למצוא את החומרים האלה בחלל" אומר סטיב מאקו, פרופסור למדעי הסביבה באוניברסיטת וירג'יניה בשארלטוסוויל. מאקו מתייחס במיוחד לשמונה חומצות האמינו, שנמצאו במטאוריטים מסוג מסוים: כונדריט פחמני. כל שמונה חומצות האמינו הללו זהות לאלה, שהחיים בכדור הארץ משתמשים בהן. עובדה זו עשויה להצביע על מקור קוסמי של אבני הבניין הביולוגיות הבסיסיות האלה, אומר מאקו. עובדה זו נתמכת בידי הגילוי של חומצת האמינו גליצין בעננים בין כוכביים ובידי כך שכדור הארץ הקדום הופגז בידי מטאוריטים.

ההשלכות והתעלומות של חומצות האמינו החוץ ארציות תפורטנה בישיבה מיוחדת לחגיגת חייו ופועלו של גלן גודפרינד המנוח בפגישה השנתית של החברה הגיאולוגית של אמריקה ביום שני ה-3 בנובמבר בסיאטל, .

המקרה של המקור הקוסמי של חומצות האמיניות הופך ליותר משכנע, מפני שכל חומצות האמינו, שנמצאו במטאוריטים, מעדיפות את הכירליות השמאלית כמו חומצות האמינו בכדור הארץ. העדיפות לחומצות אמינו שמאליות הייתה תנאי מקדים חיוני לחיים, אך הסיבה שהחיים העדיפו את חומצות האמינו השמאליות (L-amino acids) על פני חומצות האמינו הימניות (D-amino acids), היא עדיין בגדר מסתורין.

"בעיקרו של דבר, כל החלבונים בגופך מורכבים מחומצות אמינו שמאליות," אמר מאקו. "מדוע זה כך ? אנו לא יודעים. הדבר המסקרן הוא שבקרב חומצות האמינו, שנמצאו במטאוריטים, ישנה עליונות לחומצות האמיניות להן אותה כירליות כמו בכדור הארץ."

שאלה נוספת, שנותרה לא פתורה: מדוע רק שמונה מתוף עשרים חומצות האמינו, שמשמשות את החיים, נמצאו על מטאוריטים? מאקו מעלה השערות, כי ייתכן שכולן היו שם, אך משהו בהיסטוריה של המטאוריט או בתהליך הבדיקה שלו הגביל את נוכחותן או את גילוין.

ההשערה, שחומצות אמינו מהחלל החיצון עשויות היו להשפיע על תחילת החיים בכדור הארץ, הפכה יותר מתקבלת על הדעת רק בשנים האחרונות, מסביר מאקו. בתחילה, חשבו כי חומצות האמינו נוצרו באטמוספירה הבראשיתית של כדור הארץ הקדום. בניסוי, שנערך לפני כמחצית מאה ומאז הפך למפורסם, סטנלי מילר והרולד אורי הראו, שחומצות אמינו מסונתזות ע"י פריקה חשמלית בדומה לברק דרך ערפל של מים, מתאן ואמוניה, שכולם נחשבו כחומרים, שנמצאו מן המוכן בכדור הארץ הקדום. הניסוי הוכיח, שחומצות אמינו, שמהן כל החלבונים בתאים חיים עשויים, יכולות להיווצר בתהליכים כימיים-פיסקליים ללא התערבות מצד אורגניזמים חיים.

ייתכן שהכונדריט הפחמני המפורסם מכולם היה "מטאוריט מרצ'יסון" שהתרסק ונפל ב-1969 בתוך ובסביבות העיירה מרצ'יסון, כ-70 מיילים צפונית למלבורן, אוסטרליה. חומצות אמינו ומולקולות אורגניות אחרות נמצאו במטאוריט הזה. תערובת חומצות האמינו, שנתגלתה על מטאורט מרצ'יסון, דמתה מאוד בהרכבה לחומצות האמינו, שמופקות בניסויים מסוג זה של מיילר ואורי. מייק אנגל גילה בעבודת המחקר שלו ל-PhD הבדל עיקרי בין תערובות חומצות האמינו על המטאוריט ובניסויים: בניגוד לתוצאות הניסויים, בהם הופקו כמויות שוות של חומצות אמינו ימניות ושמאליות, במטאוריט חומצות האמינו הימניות נמצאו בעדיפות גדולה. העובדה שהמטאוריט נראה מתפרק ונופל ולאחר מכן חלקיו נאספו מהר מפחיתה את הסיכוי לזיהום בחומצות אמינו מכדור הארץ.

ניסוי מילר-אורי בשילוב עם מציאת חומצות אמינו בכרונדיטים פחמניים גילוי חומצת האמינו גליצין בעננים בין כוכביים מעלים נושאים, שמגרים את המחשבה בנוגע למקור החיים על כדור הארץ ולאפשרות קיומם במקום אחר במערכת השמש או מעבר לה. 
 
 לידיעה באאוריקה אלרט
קישור לתקציר המאמר