A kutatóknak most először sikerült kémiai kezelés nélkül nitrogéntartalmú vegyületeket, például aminosavakat és szénhidrogéneket kimutatniuk egy meteoritban. Ez segíthet megérteni az élet eredetét a Földön.
A meteoritok nemcsak akkor jelentenek hatalmas természeti látványosságot, amikor a Földbe csapódnak, mint ahogyan annak nemrég Berlin közelében tanúi lehettünk. A tudomány számára is rendkívül tanulságosak, mivel sok szakértő gyanítja, hogy az élet így került a Földre. Egy kutatócsoport most a Winchcombe nevű meteoritot elemezte egy újszerű detektorkonstrukció segítségével. A csapat először volt képes kémiai kezelés nélkül kimutatni nitrogéntartalmú vegyületeket, például aminosavakat és heterociklusos szénhidrogéneket ebben a meteoritban.
Hogyan jött létre az élet a Földön?
A létünk nagy kérdései: a világegyetem, a Föld és az élet eredete. Létezik-e élet a Földön kívül, vagy csak mi vagyunk az univerzumban? A tudósok ezeket a kérdéseket vizsgálják, és részleges válaszokat találnak. Az egyik elmélet szerint az életfontosságú építőelemek a világűrből érkeztek a Földre. Nukleinbázisokat (adenin, guanin, uracil), aminosavakat és szénhidrogéneket találtak meteoritokban.
Ezek víz jelenlétében hidrogén-cianidból, szén-monoxidból és ammóniából keletkeznek. A diszlipszit nevű ásvány, amely vízben foszforcsoportokat szabadít fel az RNS-szintézishez, szintén meteoritokban fedezték fel. Ezek az anyagok léteznek a porkorongokban, amelyekből a csillagászati megfigyelések szerint bolygók alakulnak ki. Jelen voltak abban a felhőben is, amelyből a Naprendszer 4,6 milliárd évvel ezelőtt keletkezett. De hogyan és mikor kerültek ezek a szerves építőelemek a Földre?
A Föld korai szakaszából, amikor parázslabdából sziklás bolygóvá hűlt, alig maradtak maradványok. Csupán apró, akár 4,4 milliárd éves cirkonkristályok utalnak a korai szilárd kéregre. Ebben az időben a Föld erős meteoritbombázásnak volt kitéve, amint azt a Hold kráterstatisztikája is mutatja. Ezek a meteoritok valószínűleg vizet és szerves molekulákat hoztak a Földre.
Az élet kozmikus építőköveit fedezték fel elektronmikroszkóp alatt
A meteoritok, azaz aszteroidák darabkái a feltételezések szerint döntő szerepet játszottak a földi élet kialakulásában. Ezek a kozmikus töredékek, amelyek hullócsillagként érkeznek a Földre, megőrzik Naprendszerünk eredeti alkotóelemeit, és lehetővé teszik a tudósok számára, hogy vizsgálják anyagunk és életünk eredetét. Ennek egyik példája a Winchcombe meteorit, amelyet Dr. Christian Vollmer, a Münsteri Egyetem munkatársa brit kollégáival együtt vizsgált. Ez a csapat először tudott ebben a meteoritban kémiai kezelés nélkül és nagy pontossággal nitrogéntartalmú vegyületeket, például aminosavakat és heterociklusos szénhidrogéneket azonosítani, köszönhetően egy újszerű detektorkonstrukciónak. Kutatási eredményeiket a Nature Communications című folyóiratban tették közzé.
A Winchcombe meteorit szerencsét hoz a tudománynak
A Winchcombe meteoritot, amelyet 2021 februárjában fedezett fel egy kamerahálózat Angliában, sikerült néhány napon belül biztos helyre szállítani. A meteoritok általában a világ forró és hideg sivatagjaiban találhatók meg, ahol a száraz éghajlati időjárás ellenére a nedvesség hat rájuk.
Ám, ha ilyen gyorsan megtalálják, és ilyen gyorsan begyűjtik őket, mint Winchcombe esetében, a meteoritok értékes bizonyítékai naprendszerünk kialakulásának, és ezért nagy tudományos jelentőséggel bírnak. Ezt Christian Vollmer is hangsúlyozza, bár az élet építőköveit nem olyan könnyű azonosítani a meteoritokban.
Aminosavak és szénhidrogének rendkívül ritkák
Mint már említettük, a meteoritok aminosavakat és szénhidrogéneket tartalmaznak, amelyek az élet kialakulásához nélkülözhetetlenek. Ezek a molekulák általában nagyon alacsony koncentrációban vannak jelen, és általában savakkal vagy oldószerekkel kell őket kivonni és az elemzésekhez feldúsítani. Christian Vollmer kutatócsoportjának most először sikerült ezeket a biológiailag fontos nitrogéntartalmú vegyületeket előzetes kémiai kezelés nélkül kimutatnia a Winchcombe meteoritban. A kutatócsoport egy fejlett, nagy felbontású elektronmikroszkópot használt, amely a világon csak néhány helyen áll rendelkezésre.
Az elektronmikroszkóp felfedezi a szerves vegyületeket és kémiailag tudja őket elemezni
Az angliai Daresbury-ben található SuperSTEM laboratórium szupermikroszkópja lehetővé tette a szénben gazdag vegyületek atomi felbontású leképezését. Egy innovatív detektornak hála ezen minták kémiai elemzése is lehetséges. Christian Vollmer hangsúlyozza, hogy a készülékkel a kezeletlen meteoritokban is kimutathatók a biológiailag releváns szerves vegyületek. Ez fontos előrelépés: a kozmikus üledékekben lévő életkomponensek kémiai extrakció nélkül is jellemezhetők. (Egyébként az ilyen minták kémiai kezelése magában rejti az érzékeny anyagok megváltoztatásának kockázatát. – A szerk.) Ezért a SuperSTEM laboratóriumban szilárd anyagokra alkalmazott analitikai módszerek az űrmissziókból származó kis méretű, értékes minták elemzése szempontjából is fontosak. Ez vonatkozik például azokra a porszemcsékre, amelyeket a japán űrügynökség Hayabusa2 és a NASA OSIRIS-REx missziója hozott vissza a Földre aszteroidákról. Vagy talán azokra a meteoritdarabkákra is, amelyek nemrégiben Berlin közelében landoltak a Földön, és amelyeket néhány esetben már meg is találtak.
