Vzorky z asteroidu Bennu přinesené sondou OSIRIS-REx odhalily překvapivě bohatý soubor organických látek – včetně aminokyselin, nukleobází i solí – které tvoří chemický základ života. Tento objev přibližuje vědce k pochopení, zda život na Zemi mohl začít díky stavebním kamenům z vesmíru.
Když sonda OSIRIS-REx přivezla v roce 2023 na Zemi vzorky z asteroidu Bennu, malé horniny o velikosti asi 500 metrů, která obíhá mezi Zemí a Marsem, málokdo si představoval, že hrstka vesmírného prachu může způsobit převrat v našem chápání vzniku života.
Nedávná studie zveřejněná v Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) však poukazuje na to, že obsahují něco mnohem cennějšího než primitivní horninu. Nachází se zde téměř kompletní „chemická stavebnice“ stavebních kamenů nezbytných pro život.
Chemická stavebnice
Mezi zjištěnými sloučeninami je 14 z 20 aminokyselin, které na Zemi používáme ke stavbě bílkovin, a také pět základních nukleobází DNA/RNA (adenin, guanin, cytosin, thymin/uracil). Kromě toho autoři pod vedením Ángela Mojarra identifikovali stopy amoniaku, soli kompatibilní s dávnými „solankami“ a velké množství organických sloučenin bohatých na dusík. Celkově jde o kombinaci, která spíše připomíná prebiotickou laboratoř než prostou inertní horninu.
Zdroj: Youtube.com
Abychom pochopili význam tohoto zjištění, stojí za to si připomenout, co je Bennu zač a proč se NASA rozhodla zaměřit právě na něj. Bennu je na uhlík bohatá blízkozemní planetka (NEA) typu B, která je považována za téměř neporušený pozůstatek rané Sluneční soustavy. Jeho nízká hustota a vzhled „hromady sutin“ naznačují, že se jedná o fragment většího tělesa, které se rozpadlo před stovkami milionů let. V podstatě se jedná o zmrzlý archiv chemických procesů, které probíhaly dávno předtím, než vznikla Země, jak ji známe, oceány nebo život.
Mise OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) byla navržena právě za tímto účelem: přivézt na Zemi nedotčený materiál, nezměněný zemskou atmosférou a znečištěním. Kapsle se vzorky přistála v září 2023 v poušti v Utahu a od té doby se analyzuje v přísně zabezpečených laboratořích, kde se s každým zrnkem prachu zachází jako s vědeckým pokladem. Samotný postup sběru, utěsnění a otevření kontejneru byl navržen tak, aby se minimalizovala jakákoli kontaminace, takže zjištěné organické sloučeniny lze s jistotou připsat asteroidu, a nikoli Zemi.
V tomto kontextu je pomyslný chemický katalog, který se objevil na Bennu, ohromující. Nejen aminokyseliny a nukleobáze, ale také složitější organické molekuly, hydratované minerály a fáze bohaté na uhlík ukazují na dlouhou historii interakce mezi horninou, vodou a těkavými sloučeninami. Již původní analýzy NASA odhalily hojné množství uhlíku a vody zachycené v minerálech, ale nová studie proniká hlouběji do jemné organické frakce, která je zajímavá pro astrobiologii.
Další zajímavá zjištění
Je zde však ještě zajímavější detail: když život na Zemi začal používat aminokyseliny, činil tak téměř výhradně s chemickou „rukou“, molekulární konfigurací nazývanou levorotorová neboli „levotočivá“. Na Bennu se naopak aminokyseliny objevují v téměř stejné kombinaci „levé“ a „pravé“ formy. To naznačuje, že chemická homogenita pozemského života, výše zmíněná preference „jednoručnosti“, nebyla prebiotickou nutností, ale něčím, co se u života vyvinulo později, pravděpodobně evolučním výběrem.
Tato vlastnost, známá jako chiralita, je klíčová. Mnoho organických molekul může existovat ve dvou zrcadlových verzích, jako pravá a levá ruka. V chemii se jim říká enantiomery. V pozemském životě jsou bílkoviny tvořeny téměř výhradně „levotočivými“ (L) aminokyselinami, zatímco cukry v DNA a RNA jsou „pravotočivé“ (D). Pro tuto volbu neexistuje žádný zřejmý fyzikální důvod: zákony chemie by umožňovaly směs. To, že Bennu vykazuje rozložení téměř 50/50, naznačuje, že v případě neexistence života přírodní chemie neupřednostňuje jednoznačně jednu stranu před druhou. Biologické „rozhodnutí“ používat pouze jednu z nich se zdá být emergentním výsledkem evolučních procesů, možná proto, že samoreplikující se systémy fungují nejlépe, když se specializují na jednu chiralitu.
Tento soubor nálezů (aminokyseliny, nukleobáze, soli, amoniak, složité organické látky) činí z Bennu to, co mnozí nazývají „časovou kapslí“: svědectví o chemii rané sluneční soustavy, před vznikem planet, kdy stavební kameny života již existovaly v malých, prašných tělesech. Hydratované minerály nalezené ve vzorcích, jako jsou fylosilikáty (jíly) a uhličitany, naznačují, že uvnitř mateřského tělesa Bennu kdysi kolovala kapalná voda, pravděpodobně ve formě solanek, které reagovaly s horninou a usnadnily syntézu organických molekul.
Co z tohoto objevu vyplývá? Studie poskytuje několik vodítek. První z nich je, že složky života se nemusely nutně zrodit na Zemi: mohly pocházet z vesmíru. Pokud asteroidy jako Bennu bombardovaly Zemi v jejích počátcích, mohly sem vysévat aminokyseliny, soli, organické sloučeniny a prekurzory DNA/RNA. Tato myšlenka, známá jako „chemická panspermie“ nebo „exogenní původ“ prebiotických molekul, nabývá na síle. Nejde o představu bakterií putujících po skalách, ale o něco skromnějšího, a přesto hlubšího: že suroviny biologie byly „předpřipraveny“ již ve vesmíru a dorazily sem v podobě meteorických dešťů a kosmického prachu.
Tato hypotéza nepřichází zčistajasna. Již desítky let odhalují meteority bohaté na uhlík, jako je například meteorit Murchison (spadl v Austrálii v roce 1969), přítomnost aminokyselin, jednoduchých cukrů a dalších organických molekul. Tyto meteority však byly vystaveny atmosféře a pozemskému prostředí, což vždy ponechávalo otázku kontaminace otevřenou. V případě Bennu máme poprvé k dispozici materiál získaný za kontrolovaných podmínek přímo z asteroidu a dopravený na Zemi, aniž by prošel filtrem atmosféry. Díky tomu jsou závěry o jeho chemickém složení mnohem pevnější.
Umožňuje nám to také předpokládat, že prebiotické chemické procesy mohly probíhat i na velmi malých tělesech, tj. k vytvoření složitých organických stavebních kamenů nejsou zapotřebí žádné planety, oceány ani hustá atmosféra; stačí voda, soli, sloučeniny bohaté na uhlík a dusík a vhodné podmínky. Bennu mohl být součástí většího tělesa s podzemní vodou („solankou“), která podporuje prebiotické chemické reakce.
Co tvrdí simulace
Současné modely naznačují, že mnoho raných asteroidů v sobě po miliony let ukrývalo kapalnou vodu, ohřívanou rozpadem krátce žijících radioaktivních prvků, jako je například hliník-26. V takovém prostředí mohou reakce mezi vodou, horninami a organickými sloučeninami vytvářet pozoruhodnou rozmanitost molekul, od jednoduchých uhlíkových řetězců až po složitější struktury. Přítomnost amoniaku a solí na Bennu ukazuje právě na tento druh vnitřní vodní chemie, při níž se dusík – klíčový prvek pro bílkoviny a nukleové kyseliny – začleňuje do organických molekul.
Dalším důležitým aspektem je, že Bennu není ojedinělým případem. Japonská mise Hayabusa2, která v roce 2020 přivezla vzorky z asteroidu Ryugu, rovněž nalezla aminokyseliny a složité organické sloučeniny. A pozorování komet, jako je 67P/Churyumov-Gerasimenko zkoumaná sondou Rosetta, odhalila rozmanité organické molekuly, včetně glycinu (nejjednodušší aminokyseliny). To vše dává ucelený obraz: Sluneční soustava je doslova poseta prebiotickou chemií.
A konečně tento nález ukazuje, že život může být běžnější, než si myslíme: pokud mají asteroidy a menší tělesa v celé Sluneční soustavě (a možná i v jiných planetárních systémech) podobnou chemii, pak by složky života mohly být všude. To značně rozšiřuje možnosti mimozemského života.
Jinými slovy, pokud je základní chemická „spižírna“ plná, otázkou není, zda existují ingredience, ale zda existují vhodné podmínky pro to, aby se tyto ingredience mohly uspořádat do živých systémů: stabilní kapalná voda, zdroje energie, povrchy, na kterých se mohou molekuly koncentrovat a reagovat, a dlouhé geologické časové horizonty. Světy jako Europa a Enceladus (ledové měsíce s podzemními oceány), nebo dokonce Mars v minulosti mohly získat podobný přísun organického materiálu z asteroidů a komet. Život by v takovém případě nebyl ojedinělým zázrakem, ale statisticky odůvodněnou možností tam, kde se spojí bohaté chemické složení a příznivé prostředí.
Nicméně je třeba si uvědomit podstatu věci: ačkoli Bennu má potřebné ingredience, žádné důkazy o životě na něm neexistují. Vzorky obsahují prebiotické sloučeniny, ale žádné buňky, samoreplikující se struktury nebo metabolické procesy. Autoři to shrnují: „Víme, že složky pro život tam byly, ale nevíme, proč se život na Bennu nevytvořil, ani proč se nevytvořil na Zemi.„
Toto rozlišení je zásadní, aby nedošlo k záměně „chemie života“ za „život“ samotný. Prebiotické doslova znamená „před životem“: molekuly, které by mohly být zapojeny do drah, jež za správných podmínek vedou k živým systémům, ale samy o sobě životem nejsou. Na Bennu nebyly nalezeny žádné složité struktury, jako jsou buněčné membrány, žádné vzorce naznačující replikaci nebo metabolismus. To, co vidíme, je bohatý chemický inventář, ale ne organismus.
Co zbývá udělat
Zatím byl analyzován pouze zlomek vzorku z Bennu. Stále zbývají prozkoumat gramy regolitu a mnoho analytických technik musí být teprve použito. Najdou se další neznámé aminokyseliny, složitější molekuly, prekurzory lipidů, cukry, struktury podobné RNA? Kromě toho musí vědci prozkoumat, jak tyto molekuly vznikly: čistě chemickými procesy na asteroidu, reakcí ve slané vodě, radiací, odpadním teplem?
Zapojené laboratoře používají celou řadu technik včetně plynové a kapalinové chromatografie, hmotnostní spektrometrie s vysokým rozlišením, infračervené a rentgenové spektroskopie a elektronové mikroskopie. Každá z nich poskytuje jiný kousek skládačky: od přesné identifikace jednotlivých molekul až po rekonstrukci tepelné a vodní historie asteroidu. Jedním z klíčových cílů je rekonstruovat „chemickou časovou osu“ Bennu: kdy se objevila voda, jak dlouho byla přítomna, jakých teplot bylo dosaženo a jak se v tomto kontextu vyvíjely organické látky.
Zdroj: Youtube.com
Současně jsou výsledky z Bennu porovnávány s výsledky z jiných studovaných těles, jako je Ryugu nebo dobře charakterizované meteority. Pokud budou nalezeny společné vzorce – například podobné poměry určitých aminokyselin nebo zvláštní izotopické znaky uhlíku a dusíku – posílí to myšlenku, že na malých tělesech Sluneční soustavy existuje „standardní chemie“. Pokud se naopak ukáže, že Bennu je neobvykle bohatý nebo zvláštní, mohlo by to naznačovat, že jeho historie je výjimečná a že ne všechny planetky jsou z prebiotického hlediska stejně úrodné.
Otázky tohoto druhu jsou klíčové nejen pro pochopení toho, zda asteroidy „zasely“ život na Zemi, ale i toho, zda tak mohly učinit i na jiných světech. V tomto smyslu se Bennu (a jeho chemická historie) stává oknem do vzdálené minulosti a zároveň majákem do možné budoucnosti: takové, v níž život není lokální vzácností, ale přirozeným důsledkem chemie vesmíru.
V příštím desetiletí nás čekají nové mise, které tuto perspektivu rozšíří: sondy přivezou vzorky z Marsu, budou zkoumat ledové měsíce Jupiteru a Saturnu a teleskopy schopné analyzovat složení atmosfér exoplanet. To vše bude vycházet z toho, co se nyní dozvídáme díky Bennu: že stavební kameny života nejsou jedinečné pro Zemi, ale jsou součástí standardního inventáře blízkého vesmíru. Zbývá zjistit, kolikrát a na kolika místech se tyto kostky poskládaly do něčeho, co můžeme nazvat životem.
Techzpravy.cz
Magazín - Aktuálně.cz|
BetterLife|
Náš REGION|
ReadZone|
Kód Enigma|
Zdravestravovani.eu|
Žena.cz|
FAJNTIP.cz|
Cooky.cz|
