מדעני נאס”א שיחזרו במעבדה אבני-בניין של החיים

מדעני נאס”א, הבוחנים את מוצא החיים, הצליחו לשחזר את החומר אורציל, רכיב מפתח בחומר התורשתי שלנו, במעבדה. הם גילו כי בחשיפה לקרינה על-סגולה ובתנאים דמויי-חלל דגימת קרח, המכילה את החומר פירימידין, מייצרת רכיב חיוני זה של החיים.

פירימידין (הערך בוויקיפדיה) הינה פרודה טבעתית המורכבת מאטומי פחמן וחנקן והינה המבנה הבסיסי של אורציל, חלק מהצופן הגנטי המצוי בר.נ.א.; ר.נ.א. חיוני לסינתזת חלבונים, ובנוסף הוא בעל תפקידים רבים אחרים.

“הדגמנו, לראשונה אי-פעם, שניתן לקבל אורציל (הערך בוויקיפדיה), רכיב בר.נ.א., באופן לא-ביולוגי במעבדה בתנאים השוררים בחלל,” אמרה Michel Nuevo, במרכז המחקר של נאס”א. “אנו מראים כי תהליכים מעבדתיים אלו, המחקים את ההתרחשויות בחלל החיצון, מסוגלים לייצר אבני-בניין בסיסיים המשמשים את היצורים החיים בכדור-הארץ.” ממצאי המחקר החדש פורסמו בכתב-העת המדעי Astrobiology.

מדעני נאס”א עוסקים בהדמיית הסביבה הקיימת בחלל הבין-כוכבי ובזה שמחוץ למערכת השמש מזה שנים רבות. במהלך תקופה זו הם חקרו משפחה של תרכובות עתירות-פחמן הקרויות פחמימנים ארומאטיים רב-טבעתיים (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs) אשר זוהו במטאוריטים והינן התרכובות עתירות-הפחמן הנפוצות ביותר ביקום. חומרים אלו לרוב הינם מבנים של טבעות בעלות שישה אטומי פחמן הדומים למשושים דחוסים, כעין פיסה של גדר-תיל.
גם החומר פירימידין נמצא במטאוריטים, למרות שהמדענים עדיין לא יודעים מהו מקורו המדויק. המקור יכול להיות דומה לזה של חומרי ה- PAHs, שכנראה נוצרים בהתפרצות הסופית של כוכבי-ענק אדומים גוועים, או במרכזם של עננים דחוסים של גז בין-כוכבי ואבק.

“לפרודות כמו פירימידין יש אטום חנקן במבנה הטבעתי שלהן, מה שהופך אותן לרגישות יותר. בתור פרודות פחות יציבות, הן רגישות יותר לפרוק ע”י קרינה, בהשוואה למקבילותיהן החסרות את אטום החנקן,” אומר אחד מהחוקרים בנאס”א. “רצינו לבדוק האם פירימידין מסוגל לשרוד בחלל, והאם הוא מסוגל לעבור תגובות שתהפוכנה אותו לצורון אורגני מורכב יותר, כדוגמת הבסיס החנקני אורציל.”

התיאוריה של החוקרים טענה כי אם אכן החומר פירימידין מסוגל לשרוד מספיק זמן כדי לנוע לתוככי ענני-האבק, אלו יוכלו להגן עליו מפרוק קרינתי. מרגע שהן בתוככי העננים, רוב הפרודות קופאות לכדי גרגירי אבק (בדומה למקרים שבהם לחות שמקורה מהבל הפה מתעבה על חלון קר בחורף).

עננים אלו מספיק דחוסים כדי לסלק את רוב הקרינה הסובבת אותם, שמקורה בחלל, ובכך הם מספקים הגנה לפרודות המצויות בתוכם.

המדענים בחנו את התיאוריה שלהם, ובמהלך ניסוייהם הם חשפו דגימת קרח המכילה פירימידין לקרינה על-סגולה בתנאים דמויי-חלל, בכללם ריק גבוה מאוד, טמפרטורות נמוכות ביותר וקרינה רבה.

הם מצאו שכאשר פירימידין קופא בתוך קרחון מים הוא פחות פגיע לפרוק ע”י קרינה. במקום להתפרק, רוב הפרודות בתנאים אלו מומרות לצורות חדשות, בכללן רכיב הר.נ.א. אורציל, המצוי בחומר התורשתי של כל היצורים החיים על-פני כדור-הארץ.

“אנו מנסים להבין את המנגנונים בחלל היוצרים פרודות מסוג זה. בהתחשב בתוצאות הניסויים המעבדתיים שלנו, הכימיה של חשיפת קרח לקרינה על-סגולה עשויה להיות שלב מקשר חשוב בין מה שהתרחש בחלל לבין החומרים שהגיעו לכדור-הארץ בתחילת התפתחותו,” מסבירה אחת מהחוקרות.

“אף אחד לא באמת מבין כיצד החלו החיים בכדור-הארץ. הניסויים שלנו מדגימים כי מרגע שנוצר הכוכב שלנו, רבים מאבני-הבניין של החיים כנראה כבר היו קיימים מראשיתו. מאחר ואנו מדמים תנאים אסטרופיסיים כלליים, כנראה שהדבר התרחש בכל מקום בו נוצרו כוכבים,” מסבירים החוקרים.

הידיעה מנאס”א