عناصر سازنده‌ی حیات ممکن است توسط شهاب‌سنگ‌ها به زمین رسیده باشند
برای نخستین بار دانشمندان موفق شدند همه‌ی بلوک‌های اصلی سازنده‌ی DNA را که تحقیقات قبلی به‌طرز مرموزی موفق به شناسایی آن‌ها در شهاب‌سنگ‌ها نشده بودند، در سنگ‌های فضایی کشف شده‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که ممکن است برخوردهای کیهانی به رساندن این مواد ضروری برای حیات به زمین باستان کمک کرده باشند.
«دی‌ان‌ای» (DNA) از چهار بلوک اصلی تشکیل شده است که شامل بازهای آلی (نوکلئوبازها) با نام‌های آدنین (A)، تیمین (T)، سیتوزین (C) و گوانین (G) می‌شوند. مولکول خواهر دی‌ان‌ای یعنی «آران‌ای» (RNA) هم از A و C و G استفاده می‌کند، اما در آن تیمین با اوراسیل (U) جایگزین شده است.
دانشمندانی که نمی‌دانستند آیا شهاب‌سنگ‌ها ممکن است به رساندن این ترکیبات به زمین کمک کرده باشند، قبلا به دنبال نوکلئوبازها در سنگ‌های فضایی بوده‌اند، اما تا کنون فقط A و G را در آن‌ها شناسایی کرده بودند و موفق به کشف T یا C یا U نشده بودند.
نوکلئوبازها در دو نوع وجود دارند که به نام‌های «پورین» (Purines) و «پیریمیدین» (Pyramidines) شناخته می‌شوند. نوکلئو بازهایی که قبلا در شهاب‌سنگ‌ها دیده شده بودند، هر دو از نوع پورین هستند که هر کدام از یک مولکول شش ضلعی ساخته شده‌اند که با یک مولکول پنج ضلعی ترکیب شده‌اند. آن‌هایی که تاکنون در سنگ‌های فضایی کشف نشده‌اند، پیریمیدین‌هایی هستند که ساختارهای کوچک‌تری دارند و هر کدام فقط از یک مولکول شش ضلعی تشکیل شده‌اند.
اینکه چرا فقط پورین‌ها و نه پیریمیدین‌ها در شهاب‌سنگ‌ها دیده می‌شوند، تا مدت‌ها یک راز بود. پژوهش‌های آزمایشگاهی قبلی که شرایط فضای بیرون را شبیه‌سازی می‌کردند، نشان می‌دادند که هم پورین‌ها و هم پیریمیدین‌ها می‌توانند طی واکنش‌های شیمیایی برانگیخته شده با نور در ابرهای مولکولی میان‌ستاره‌ای شکل گرفته باشند و سپس این ترکیبات می‌توانند در طول شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی در سیارک‌ها و شهاب‌سنگ‌ها ادغام شوند. چنین واکنش‌های شیمیایی ممکن است مستقیما در سنگ‌های فضایی هم روی داده باشند.
اکنون اما سرانجام دانشمندان تمام پیریمیدین‌ها و پورین‌های موجود در DNA و RNA را در شهاب‌سنگ‌هایی که به زمین راه یافته‌اند، شناسایی کرده‌اند. «یاسوهیرو اوبا» (پیریمیدین‌ها) اخترشیمیدان دانشگاه هوکایدو ژاپن و سرپرست مطالعه‌ای که ۲۶ آوریل (۶ اردیبهشت) در نشریه‌ی «نیچر» (Nature) منتشر شده است، گفت: «وجود پنج نوکلئوباز اصلی در شهاب‌سنگ‌ها ممکن است در پیدایش عملکردهای ژنتیکی پیش از آغاز حیات در زمین اولیه نقش داشته باشد.»
طرحی گرافیکی از رسیدن یک شهاب‌سنگ به زمین اولیه
Credit: NASA/Goddard Space Flight Center
برای شناسایی این بازهای نوکلئوتیدی، پژوهشگران از روش‌های تحلیلی پیشرفته‌ای استفاده کردند که در ابتدا برای استفاده در تحقیقات ژنتیکی و دارویی طراحی شده بود تا مقادیر بسیار کمی از بازهای آلی را با دقتی تا کسری از تریلیون شناسایی کنند. به گفته‌ی اوبا این حداقل ۱۰ تا ۱۰۰ برابر حساس‌تر از روش های قبلی است که تا کنون برای شناسایی پیریمیدین در شهاب‌سنگ‌ها استفاده شده است.
در این تحقیقات دانشمندان نمونه‌هایی از سه شهاب‌سنگ غنی از کربن یا شهاب‌سنگ کربنی شهاب‌سنگ‌های «مورچیسون» (Murchison)، «موری» (Murray) و «دریاچه‌ی تاگیش» (Tagish) را که طبق تحقیقات قبلی می‌توانستند میزبان انواع واکنش‌های شیمیایی برای ایجاد پایه‌های بازهای نوکلئوتیدی باشند، تجزیه‌وتحلیل کردند.
بدین ترتیب موفق به شناسایی T و C و U در سطوحی تا کسری از میلیارد در شهاب‌سنگ‌ها شدند. نکته‌ی جالب توجه آن است که این ترکیبات در غلظت‌هایی مشابه غلظت‌های پیش‌بینی شده توسط آزمایش‌های قبلی که شرایط پیش از تشکیل منظومه‌ی شمسی را شبیه‌سازی می‌کردند، وجود داشتند.
علاوه بر ترکیبات مهم T و C و U، دانشمندان پیریمیدین‌های دیگری هم شناسایی کردند که در DNA یا RNA استفاده نمی‌شوند و بنابراین توانایی شهاب‌سنگ‌ها برای حمل این نوع ترکیبات بیشتر هم تأیید می‌شود. اوبا گفت: «با توجه به یافته‌های ما، می‌توان گفت که بازهای نوکلئوتیدی در شهاب‌سنگ‌های کربنی هم انواع گسترده‌ای را شامل می‌شوند.»
هنوز اما مشخص نیست که چرا پیریمیدین‌ها در این شهاب‌سنگ‌ها بسیار کمتر از پورین‌ها بودند. به پیشنهاد اوبا، یک سرنخ می‌تواند در این موضوع نهفته باشد که پورین‌ها دارای یک حلقه‌ی پنج ضلعی هستند که به نام «ایمیدازول» (Imidazole) شناخته می‌شود، در حالی که پیرامیدین‌ها چنین نیستند.
ایمیدازول و مولکول‌های مشابه در این شهاب‌سنگ‌ها بسیار فراوان‌تر از پیریمیدین‌ها هستند، که نشان می‌دهد ممکن است ترکیب آن‌ها برای وقوع طبیعی واکنش‌های شیمیایی آسان‌تر باشد. علاوه بر این، ایمیدازول می‌تواند مانند یک کاتالیزور اولیه عمل کند و واکنش‌های شیمیایی مانند تشکیل پورین‌ها را به جای پیرامیدین‌ها آغاز کند.
عکس کاور: طرحی گرافیکی از رسیدن عناصر سازنده‌ی حیات به زمین توسط شهاب‌سنگ‌ها
Credit: NASA Goddard/CI Lab/Dan Gallaghe
منبع: Space
