اكتشاف مواد سكرية على النيازك للمرة الأولى قد يعطينا دليلًا عن أصل الحياة

عثر فريق من العلماء على السكريات الأساسية للحياة على نيزكين. يُضاف الاكتشاف الجديد إلى القائمة الآخذه في النمو، التي تتضمن المركبات الحيوية المهمة التي عُثر عليها على النيازك meteorites، ما يدعم فرضية أن التفاعلات الكيميائية على الكويكبات asteroids -وهي منشأ أكثر النيازك- قد تصنع بعض مكونات الحياة. إذا كان هذا صحيحًا، فقد يكون اصطدام النيازك بالأرض قديمًا ساعد على نشأة الحياة عليها، عن طريق توفير لبنات المركبات الأساسية للحياة.

اكتشف الفريق سكر الريبوز ribose وبعض السكريات الأساسية الأخرى مثل الأرابينوز arabinose والزيلوز xylose، وذلك على نيزكين مختلفين من النيازك الغنية بالكربون، هما NWA 801 (من النوع CR2) وMurchison (من النوع CM2).

الريبوز هو أحد المركبات المهمة التي تدخل في تركيب الحمض النووي الريبوزي RNA. في معظم صور الحياة الحديثة، يعمل الحمض النووي الريبوزي رسولًا، ينسخ التعليمات الجينية من الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA، ويرسلها إلى الريبوسومات ribosomes، التي تلعب دور المصانع داخل الخلية، إذ تقرأ تعليمات الحمض النووي الريبوزي، وتصنع على أساسها البروتينات التي تنفذ العمليات الحيوية المختلفة.

صورة لكويكب بينو Bennu ، من مركبة OSIRIS-RExالتابعة لناسا. إن اكتشاف السكريات على النيازك تدعم فرضية أن التفاعلات الكيميائية على الكويكبات قد تصنع بعض مكونات الحياة

صرح يوشيهيرو فوروكاوا Yoshihiro Furukawa من جامعة توهوكو باليابان، وهو المؤلف الرئيس للدراسة التي نشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم: «عثرنا من قبل على مكونات الحياة الأساسية على النيازك، بما في ذلك الأحماض الأمينية المكونة للبروتينات، والقواعد النووية المكونة للحمض النووي الريبوزي والحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، ولكن السكريات -لبنات البناء الأساسية للحياة- كانت الحلقة المفقودة.

يقدم البحث الدليل المباشر الأول على وجود الريبوز في الفضاء، والذي من المرجح أنه قد وصل إلى الأرض عن طريق النيازك المصطدمه بها، وساهم في تكوين الحمض النووي الريبوزي، الأمر الذي ربما قد أدى إلى ظهور الحياة على الأرض».

اكتشاف مواد سكرية على النيازك للمرة الأولى قد يعطينا دليلًا عن أصل الحياة المركبات الحيوية المهمة التي عُثر عليها على النيازك meteorites

تصور فني للنيازك التي اصطدمت بالأرض قديمًا، يعتقد العلماء أن تلك النيازك قد أوصلت المياه ومكونات أخرى مهمه لنشأة الحياة على الارض

وصرح المؤلف المشارك في الدراسة جيسون دوركين Jason Dworkin، وهو باحث في مركز جودارد للفضاء NASA’s Goddard Space Flight Centre: «من المثير للاهتمام أن جزيئًا هشًا مثل الريبوز قد اكتُشف على مثل هذه الأجرام القديمة. ستكون هذه النتائج دليلًا لنا في عملية تحليل العينات المأخوذة من الكويكبين ريوجو Ryugu وبينو Bennu، وهي العينات التي جلبتها المهمتان Hayabusa2التابعة لوكالة استكشاف الفضاء اليابانية، وOSIRIS-Rex التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا)».

هذا الغموض عن أصل الحياة مستمر إلى يومنا هذا، فكيف لمُركبات حيوية أن تنشأ من عمليات كيميائية غير حيوية؟ يُعد الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA هو قالب الحياة، إذ يحمل تعليمات كيفية بناء وتشغيل الكائن الحي، ولكن الحمض النووي الريبوزي RNA يحمل هو الآخر معلومات، ويعتقد العديد من الباحثين أنه قد ظهر أولًا ثم تطور إلى الحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين.

إذ تمتلك جزيئات الحمض النووي الريبوزي قدرات يفتقر إليها الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين، فيمكنه أن ينسخ نفسه دون مساعدة من جزيئات أخرى، ويمكنه أيضًا أن يكون عاملًا حفازًا لبدء تفاعلات كيميائية أخرى وتفعيلها. يعطي الاكتشاف الجديد أدلةً تدعم فرضية أن الحمض النووي الريبوزي قد نسق آليات الحياة قبل الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين.

الاختلاف بين تركيب الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA والحمض النووي الريبوزي RNA

صرح المؤلف المشارك في الدراسة داني جلافين Danny Glavin، من مركز جوادرد للفضاء التابع لناسا: «لم يُكتشف بعد السكر المكون للحمض النووي الريبوزي منقوص الأوكسجين في أي من النيازك التي حُللت في هذا البحث، وقد يكون هذا دليلًا على أن الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين قد تطور من الحمض النووي الريبوزي، الذي مصدره من خارج الأرض».

حدث الاكتشاف الأخير بعد تحليل عينات من مسحوق النيازك باستخدام تقنية الكروماتوغراف الغازي المتصل بمطياف الكتلة gas chromatography mass spectrometry، إذ تُفصَل الجزيئات وتُحدَّد بناءً على كتلتها وشحنتها الكهربية. وجد الباحثون أن توفر جزيء الريبوز وجزيئات السكر الأخرى يتراوح بين 2.3 و11 جزءًا من المليار في النيزك NWA 801، وبين 6.7و180 جزء من المليار في النيزك Murchison.

نظرًا لوفرة صور الحياة على الأرض الآن، وضع الفريق احتمالًا أن يكون مصدر تلك الجزيئات الموجودة في النيازك تلوث من الحياة الأرضية، ولكن تشير أدلة عديدة -تتضمن تحليل النظائر- إلى أن هذا غير محتمل.

النظائر isotopes هي ذرات لنفس العنصر الكيميائي بنفس العدد الذري، ولكن تختلف في الكتلة الذرية بسبب اختلاف عدد النيوترونات، فعلى سبيل المثال، أكثر الكربون الموجود على الأرض هو من النظير الأخف C12، بينما أكثر الكربون المكتشَف في السكريات النيزكية هو النظير الأثقل C13، وبكميات أكبر من المعهودة في الموجودات الأرضية، ما يدعم احتمال أن مصدرها الفضاء، لا الأرض.

نموذج لتركيب جزئ سكر الريبوز، بجواره صورة النيزك Murchison، الذي عُثر فيه على الريبوز وسكريات أخرى

يخطط الفريق لتحليل المزيد من النيازك، من أجل الحصول على فكرة أوسع عن توفر السكريات خارج كوكب الأرض، ويخطط أيضًا لمعرفة ما إذا كانت السكريات خارج الأرض تنحاز إلى اليمين أم إلى اليسار، إذ تتخذ الكثير من المركبات شكلين، كل منهما صورة مرآة للأخرى، تمامًا مثل يدك اليمنى واليسرى.

في المُركبات الأرضية، توجد الأحماض الأمينية في صورة اليد اليسرى والسكريات في صورة اليد اليمنى، وإذا حدث العكس فإنها ستعمل بنفس الكيفية، لكن يريد العلماء أن يعرفوا مصدر تفضيل كل حالة. إذا كانت العمليات في الكويكبات تفضل إنتاج أحد الصنفين دون الآخر، فقد يكون قدوم هذا النوع من طريق النيازك تسبب في انتشاره على الأرض، واستخدامه بصورة أكبر في صور الحياة المختلفة.