منشأ حیات: هر چهار عنصر سازنده DNA در شهاب‌سنگ‌ها پیدا شده‌اند

دانشمندان ۲۶ آوریل در مجله‌ی Nature Communications گزارش کردند که سنگ‌های فضایی که در قرن گذشته به زمین سقوط کرده‌اند، حاوی پنج بازی هستند که اطلاعات را درون DNA و RNA ذخیره می‌کنند. این بازهای نوکلئوتیدی (آدنین، گوانین، سیتوزین، تیمین و اوراسیل) با قندها و فسفات‌ها ترکیب می‌شوند و کد ژنتیکی تمام اشکال حیات روی زمین را می‌سازند.

اینکه آیا این اجزای اساسی برای حیات ابتدا از فضا آمده‌اند یا اینکه حاصل تماس با زمین هستند، هنوز مشخص نیست. اما به‌گفته‌ی پژوهشگران، این کشف به شواهدی می‌افزاید که نشان می‌دهند پیش‌ماده‌های حیات ابتدا از فضا آمده‌اند.

دانشمندان از دهه‌ی ۱۹۶۰ مقادیر اندکی از آدنین، گوانین و ترکیبات آلی دیگر را در شهاب‌سنگ‌ها شناسایی کرده‌اند. آن‌ها همچنین آثاری از اوراسیل را پیدا کرده بودند، اما تاکنون سیتوزین و تیمین را شناسایی نکرده بودند. دنیل گلاوین، دانشمند اخترشیمیدان مرکز پرواز‌های فضایی گادرد ناسا می‌گوید: «ما مجموعه تمام بازهای موجود در DNA و RNA و حیات روی زمین را تکمیل کرده‌ایم و همه آن‌ها در شهاب‌سنگ‌ها وجود دارند.»

یک تکه دو گرمی از این سنگ (قطعه‌ای از شهاب‌سنگی که سال ۱۹۶۹ در نزدیکی مارکیسون استرالیا سقوط کرد) حاوی دو جزء مهم DNA و RNA است که برای اولین‌بار در یک منبع فرازمینی شناسایی می‌شود.

چند سال پیش، یاسوهیرو اوبا از دانشگاه هوکایدو در ژاپن و همکارانش تکنیک جدیدی را برای استخراج و جداسازی ترکیبات شیمیایی مختلف موجود در غبار مایع‌شده شهاب‌سنگ‌ها و سپس تجزیه‌و‌تحلیل آن‌ها ارائه کردند. اوبا می‌گوید: «روش شناسایی ما نسبت‌به روش‌هایی که در مطالعات گذشته به کار رفته است، حساسیت بسیار بالاتری دارد.» سه سال پیش، پژوهشگران از همین روش برای کشف ریبوز، یکی از قندهای ضروری حیات، در سه شهاب‌سنگ استفاده کردند.

در مطالعه جدید، اوبا و همکارانش با اخترشیمیدانانی در ناسا همکاری کردند تا یکی از آن سه نمونه شهاب‌سنگ و سه نمونه دیگر را تجزیه‌و‌تحلیل کنند و نوع دیگری از اجزای ضروری برای حیات یعنی بازهای نوکلئوتیدی را جستجو کنند.

پژوهشگران فکر می‌کنند که روش استخراج ملایم‌تر آن‌ها که به جای اسید از آب استفاده می‌کند، ترکیبات را دست‌نخوره حفظ می‌کند. گلاوین می‌گوید: «این روش استخراج برای بازهای نوکلئوتیدی شکننده بسیار مناسب است.»

گلاوین، اوبا و همکارانشان با این روش فراوانی بازها و دیگر ترکیبات مرتبط با حیات را در چهار نمونه از شهاب‌سنگ‌هایی که چند دهه پیش در استرالیا، کنتاکی و بریتیش کلمبیا سقوط کرده بودند، اندازه‌گیری کردند. پژوهشگران در هر چهار نمونه، آدنین، گوانین، سیتوزین، اوراسیل، تیمین، چند ترکیب مرتبط با این بازها و چند اسیدآمینه را شناسایی و اندازه‌گیری کردند.

اما برای سایر ترکیبات شناسایی‌شده ازجمله سیتوزین و اوراسیل، فراوانی موجود در خاک ۲۰ برابر بیشتر از فراوانی موجود در شهاب‌سنگ‌ها بود که به‌گفته‌ی مایکل کالاهان، دانشمند متخصص کیهان‌شیمی از دانشگاه ایالتی بویزی، می‌تواند نشانگر آلودگی زمینی باشد. کالاهان می‌گوید: «فکر می‌کنم پژوهشگران این ترکیبات را به درستی شناسایی کرده‌اند، اما داده‌های قانع‌کننده کافی ارائه نکرده‌اند تا متقاعد شوم که آن‌ها واقعاً منشأ فرازمینی دارند.» کالاهان قبلاً در ناسا کار می‌کرد و با گلاوین و پژوهشگران دیگر برای اندازه‌گیری مواد آلی موجود در شهاب‌سنگ‌ها همکاری داشت.

اما گلاوین و همکارانش برای حمایت از فرضیه منشأ بین‌سیاره‌ای به چند ماده شیمیایی شناسایی‌شده اشاره می‌کنند. آن‌ها در تجزیه‌و‌تحلیل جدید، چندین ترکیب مرتبط با حیات دیگر ازجمله ایزومرهای بازهای نوکلئوتیدی را اندازه‌گیری کردند. فرمول شیمیایی ایزومرها شبیه بازهای مرتبط آن‌ها است، اما نحوه سازماندهی اجزای آن‌ها تفاوت دارد. پژوهشگران برخی از این ایزومرها را در شهاب‌سنگ‌ها پیدا کردند، اما در خاک نه. او می‌گوید: «اگر آن‌ها آلودگی‌هایی بودند که از خاک منشأ گرفته بودند، باید آن ایزومرها را در خاک نیز می‌دیدیم. اما آن‌ها را در خاک پیدا نکردیم.»

بررسی منبع چنین شهاب‌سنگ‌هایی (سیارک‌های منشأ آن‌ها) می‌تواند این موضوع را مشخص کند. اوبا و همکارانش درحال استفاده از تکنیک استخراج خود روی قطعه‌هایی از سطح سیارک ریوگو هستند که طی مأموریت هایابوسا ۲ در اواخر سال ۲۰۲۰ به زمین آورده شد. انتظار می‌رود که طی مأموریت اسیریس-رکس ناسا در سپتامبر ۲۰۲۳ نمونه‌های مشابهی از سیارک بنو به زمین آورده شود. گلاوین می‌گوید: «درمورد داستان‌هایی که آن مواد برای گفتن دارند، هیجان‌زده‌ هستیم.»