پس از بررسی این نمونهها، دانشمندان کشف کردند که این سیارک — که از همان مراحل اولیه شکلگیری منظومه شمسی وجود داشته — حاوی اسیدهای آمینه است؛ یعنی بلوکهای سازنده اصلی حیات همانطور که ما میشناسیم.
این اسیدهای آمینه مسئول ساخت پروتئینها و پپتیدهایی هستند که در DNA یافت میشوند. بازیابی این مواد از فضا، نظریهای را که دانشمندان دههها پیش مطرح کرده بودند تأیید کرد: مواد اولیه حیات از فضا به زمین رسیدهاند.
با این حال، چگونگی شکلگیری این مولکولها در فضا همچنان یک معما بود. اما تحقیقات جدیدی که به رهبری دانشمندان دانشگاه پن استیت انجام شده، بینش تازهای به این پرسش حلنشده ارائه کرده است. بر اساس این مطالعه که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شد، به نظر میرسد برخی از این مولکولها ممکن است در محیط یخی و رادیواکتیو در سپیدهدم منظومه شمسی شکل گرفته باشند. این یافته، پیشفرضهای قبلی درباره مکان و شرایط تشکیل اسیدهای آمینه در محیطهای اولیه ستارهای را به چالش میکشد.
علاوه بر دانشمندان گروه زمینشناسی دانشگاه پنسیلوانیا، این تیم تحقیقاتی شامل اخترفیزیکدانان و زمینشناسان از دانشگاه کاتولیک آمریکا، موزه تاریخ طبیعی آمریکا، آزمایشگاه ماه و سیارهشناسی دانشگاه آریزونا، دانشکده زمین و محیط دانشگاه روان، و همچنین بخش اکتشاف منظومه شمسی و مرکز تحقیقات و اکتشاف در علوم فضایی و فناوری (CRESST II) در مرکز فضایی گادرد ناسا بود.
برای تحلیل نمونههای بسیار کوچک گردوغبار جمعآوریشده از سیارک، تیم از ابزارهای سفارشی استفاده کرد که قادر به اندازهگیری تغییرات ظریف در جرم اتمی (نسبتهای ایزوتوپی) هستند. تمرکز اصلی پژوهشگران روی گلیسین بود؛ کوچکترین اسید آمینه با دو اتم کربن. با وجود کوچکی، این اسید آمینه نقش مهمی در زیستشناسی سلولی دارد و با اتصال به دیگر اسیدها، پروتئینها را میسازد. این پروتئینها تقریباً همه عملکردهای زیستی را بر عهده دارند؛ از ساخت سلول گرفته تا کاتالیز واکنشهای شیمیایی.
آلیسون باچینسکی، استادیار پژوهشی زمینشناسی در پن استیت و یکی از نویسندگان اصلی مقاله، در بیانیه دانشگاه توضیح داد: «ما در اینجا در پن استیت، ابزارهایی را اصلاح کردهایم که به ما امکان میدهد اندازهگیریهای ایزوتوپی را روی مقادیر بسیار کم ترکیبات آلی مانند گلیسین انجام دهیم. بدون پیشرفتهای فناوری و سرمایهگذاری در ابزارهای تخصصی، هرگز نمیتوانستیم این کشف را انجام دهیم.»
گلیسین میتواند در شرایط بسیار متنوعی شکل بگیرد و اغلب به عنوان یکی از نشانههای کلیدی شیمی پیشزیستی اولیه در نظر گرفته میشود. یافتن آن در دنبالهدارها و سیارکها از نظریهای حمایت میکند که میگوید بلوکهای سازنده پایهای حیات در فضا شکل گرفته و به زمین جوان منتقل شدهاند و در نتیجه حیات پدید آمده است.
تاکنون دانشمندان عموماً معتقد بودند که گلیسین فقط از طریق سنتز استرکر (Strecker synthesis) تشکیل میشود؛ فرآیندی که در آن هیدروژن سیانید، آمونیاک و آلدهیدها یا کتونها در حضور آب مایع با هم واکنش میدهند و این مولکول را میسازند.
نتایج جدید نشان میدهد که گلیسین موجود در بنو احتمالاً در حضور آب مایع شکل نگرفته، بلکه در یخهایی که در منظومه شمسی خارجی اولیه در معرض تابش قرار داشتهاند، به وجود آمده است. باچینسکی خلاصه کرد: «نتایج ما همه آنچه را که تاکنون درباره نحوه تشکیل اسیدهای آمینه در سیارکها تصور میکردیم، زیر و رو میکند. حالا به نظر میرسد شرایط بسیار متنوعی برای تشکیل این بلوکهای سازنده حیات وجود دارد، نه فقط زمانی که آب مایع گرم وجود داشته باشد. تحلیل ما نشان داد که تنوع بسیار بیشتری در مسیرها و شرایط تشکیل این اسیدهای آمینه وجود دارد.»
تیم سپس نتایج خود را با تحلیل اسیدهای آمینه شهابسنگ مشهور مورشینسون (که در سال ۱۹۶۹ در استرالیا فرود آمد) مقایسه کرد. یافتهها حاکی از آن است که مولکولهای مورشینسون از طریق سنتز استرکر و در حضور آب مایع و در دماهای گرمتر شکل گرفتهاند؛ شرایطی که احتمالاً در جرمهای مادر چنین شهابسنگهایی — مشابه شرایط زمین جوان — وجود داشته است.
اوفلی مکینتاش، پژوهشگر پسادکتری در گروه زمینشناسی پن استیت و یکی دیگر از نویسندگان اصلی مقاله گفت: «یکی از دلایل اهمیت اسیدهای آمینه این است که فکر میکنیم نقش بزرگی در آغاز حیات روی زمین داشتهاند. آنچه واقعاً شگفتانگیز است این است که الگوی ایزوتوپی اسیدهای آمینه در بنو بسیار متفاوت از مورشینسون است و این نتایج نشان میدهد که جرمهای مادر بنو و مورشینسون احتمالاً از مناطق شیمیایی کاملاً متفاوتی در منظومه شمسی سرچشمه گرفتهاند.»
این نتایج بخشی از پرسشها درباره چگونگی تشکیل اسیدهای آمینه در فضا را پاسخ میدهند، اما در عین حال معماهای جدیدی هم ایجاد میکنند. بهویژه اینکه اسیدهای آمینه به دو شکل آینهای (چپگرد و راستگرد) وجود دارند که پیشتر تصور میشد امضای ایزوتوپی یکسانی دارند. اما در سیارک بنو، دو شکل اسید گلوتامیک که یافت شده، مقادیر نیتروژن بسیار متفاوتی دارند. تیم در ادامه قصد دارد دلیل این تفاوت را بررسی کند.
باچینسکی گفت: «حالا سؤالهای بیشتری داریم تا پاسخ. امیدواریم بتوانیم به تحلیل انواع مختلف شهابسنگها ادامه دهیم و اسیدهای آمینهشان را بررسی کنیم. میخواهیم بدانیم آیا همچنان شبیه مورشینسون و بنو هستند یا شاید تنوع حتی بیشتری در شرایط و مسیرهای ایجاد بلوکهای سازنده حیات وجود داشته باشد.»