Asteroidul Bennu rescrie originile chimiei vieții: aminoacizii pot apărea în gheață rece sub radiații

Sursa foto: Sciencedaily

Descoperirile recente asupra materialelor aduse de misiunea OSIRIS‑REx de pe asteroidul Bennu oferă o perspectivă neașteptată asupra modului în care s‑au format componentele fundamentale ale vieții. Analizele izotopice efectuate pe cantități foarte mici de materie — aproximativ cât o linguriță — arată că unele aminoacizi, inclusiv glicina, s‑ar fi putut forma în gheață înghețată expusă la radiații în regiunile exterioare ale Sistemului Solar timpuriu, și nu neapărat în ape lichide calde, așa cum s‑a presupus mult timp.

O confirmare răsunătoare a prezenței aminoacizilor

Când probele returnate de misiunea OSIRIS‑REx au ajuns pe Pământ în 2023, cercetătorii au confirmat că rocile vechi de aproximativ 4,6 miliarde de ani conțin aminoacizi — molecule-cheie în construcția proteinelor, enzimelor și a proceselor biologice. Prezența acestor molecule în materiale extraterestre susține ideea că o parte din materiile prime ale vieții de pe Terra ar fi putut fi produse în spațiu și aduse ulterior pe planeta noastră.

Cu toate acestea, întrebarea esențială a rămas: în ce condiții chimice și fizice s‑au format aceste aminoacizi în spațiu? Cercetarea condusă de oameni de știință de la Penn State, publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences pe 9 februarie 2026, propune o viziune care schimbă paradigma: cel puțin o parte din aminoacizi par să fi apărut în medii extrem de reci, cu gheață supusă radiațiilor, nu în spații cu apă lichidă caldă.

Măsurători izotopice asupra glicinei: indicii despre origine

Echipa de cercetare s‑a concentrat pe glicină, cel mai simplu aminoacid, format dintr‑o unitate de carbon și cu rol fundamental în biologie. Datorită capacității sale de a se forma în diverse condiții chimice, glicina este adesea folosită ca indicator al chimiei prebiontice. Cercetătorii au folosit instrumente special adaptate pentru a măsura izotope la abundențe foarte scăzute ale compușilor organici, un avans tehnologic crucial pentru obținerea acestor rezultate.

Izotopele sunt variații ușoare ale masei atomilor, iar distribuția lor oferă indicii despre mediul și mecanismele care au condus la sinteza moleculelor. Datele obținute din probele Bennu indică un semnăt clar: glicina ar putea proveni din reacții care au avut loc în gheață înghețată expusă la radiații în regiunile exterioare ale Sistemului Solar timpuriu, mai degrabă decât din sinteze chimice desfășurate în apă lichidă caldă.

„Rezultatele noastre răstoarnă felul în care, în mod tradițional, am gândit formarea aminoacizilor în asteroizi”, a explicat Allison Baczynski, profesor asistent de cercetare în geociințe la Penn State și coautoare principală a studiului. „Acum pare că există multe condiții în care aceste blocuri de construcție ale vieții se pot forma, nu doar atunci când există apă lichidă caldă. Analiza noastră a arătat că există mult mai multă diversitate în căile și condițiile în care se pot forma aminoacizii.”

Provocarea teoriei sintezei Strecker

Pentru mulți ani, explicația dominantă pentru formarea glicinei a fost sinteza Strecker, un proces chimic în care cianura de hidrogen, amoniacul și aldehidele sau cetoanele reacționează în prezența apei lichide. Această cale implică condiții relativ blânde, bogate în apă, lucru care a condus la ipoteza că formarea aminoacizilor necesita medii umede și temperate.

Datele izotopice provenite din probele Bennu contrazic însă această imagine. Semnătura izotopică a glicinei găsite în particulele asteroidului nu corespunde modelului așteptat pentru sinteza Strecker în apă lichidă. În schimb, distribuția izotopilor sugerează sinteze chimice într‑un mediu de gheață rece, supus radiațiilor, probabil la periferia Sistemului Solar timpuriu.

Acest rezultat ridică posibilitatea ca blocurile fundamentale ale vieții să se poată forma în condiții mult mai variate și mai extreme decât se credea anterior — inclusiv în regiuni unde apa lichidă nu a fost niciodată prezentă sau a fost prezentă doar episodic.

Instrumentație specializată pentru probe minuscule

O componentă cheie a acestei descoperiri a fost capacitatea echipei de a măsura izotope la abundențe extrem de scăzute. „La Penn State avem instrumentație modificată care ne permite să facem măsurători izotopice pe abundențe foarte mici de compuși organici precum glicina”, a spus Baczynski. Fără aceste progrese tehnologice și investițiile în instrumentație specializată, detectarea semnăturilor izotopice din probe atât de mici ar fi fost imposibilă.

Comparația cu meteoritul Murchison: două istorii chimice diferite

Cercetătorii au comparat compoziția aminoacizilor din Bennu cu cea a meteoritului Murchison, un meteorit bogat în carbon care a căzut în Australia în 1969 și care a fost studiat intens de comunitatea științifică. Analizele au scos la iveală diferențe semnificative: aminoacizii din Murchison par să fi fost sintetizați în medii care au inclus apă lichidă și temperaturi moderate, condiții care ar fi putut exista pe corpul părinte al meteoritului și, de asemenea, pe Pământul timpuriu.

Ophélie McIntosh, cercetător postdoctoral în Departamentul de Geociințe al Penn State și coautoare principală a lucrării, a subliniat surpriza descoperirii: „Unul dintre motivele pentru care aminoacizii sunt atât de importanți este că credem că au jucat un rol esențial în modul în care a început viața pe Pământ. Ceea ce este cu adevărat surprinzător este că aminoacizii din Bennu prezintă un model izotopic foarte diferit față de cei din Murchison, iar aceste rezultate sugerează că corpurile părinte ale lui Bennu și Murchison s‑au format probabil în regiuni chimic distincte ale Sistemului Solar.”

Această divergență între două surse de materiale extraterestre indică faptul că există mai multe „noi geografii” chimice în Sistemul Solar timpuriu — regiuni cu condiții fizico‑chimice variate care pot da naștere unor căi diferite de sinteză a moleculelor organice.

Misterul formelor oglindă ale aminoacizilor

Un alt rezultat neașteptat al studiului privește comportamentul izotopic al enantiomerilor — formele oglinzilor unul ale celuilalt — ale aminoacizilor. Aminoacizii existenți în două versiuni în oglindă, asemănătoare mâinilor stânga și dreapta, erau așteptați să împartă aceleași semnături izotopice, deoarece sunt chimic identici. Totuși, în probele Bennu, cele două versiuni oglinzilor acidului glutamic prezintă valori de azot dramatic diferite.

Motivele pentru care forme chimic identice, dar orientate în oglindă, ar afișa astfel de diferențe în semnăturile de azot rămân încă necunoscute. Echipa afirmă că va continua investigațiile pentru a înțelege cauza acestor discrepanțe și pentru a stabili dacă fenomenul este specific probelor Bennu sau dacă apare și în alte mostre extraterestre.

„Avem acum mai multe întrebări decât răspunsuri”, a recunoscut Baczynski. „Sperăm să putem analiza o gamă mai largă de meteoriți pentru a studia aminoacizii lor. Vrem să știm dacă aceștia continuă să semene cu Murchison și Bennu, sau dacă există și mai multă diversitate în condițiile și căile care pot crea blocurile de construcție ale vieții.”

Echipa și contextul științific

Pe lângă Allison A. Baczynski și Ophélie M. McIntosh, alți coautori din Penn State sunt Mila Matney, doctorand în geociințe; Christopher House, profesor de geociințe; și Katherine Freeman, Evan Pugh University Professor of Geosciences la Penn State. Lucrarea include, de asemenea, contribuții din partea cercetătorilor de la NASA Goddard Space Flight Center (Danielle Simkus, Hannah McLain, Jason P. Dworkin, Daniel P. Glavin și Jamie E. Elsila), Harold C. Connolly Jr. (Rowan University, American Museum of Natural History și Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona) și Dante S. Lauretta (Lunar and Planetary Laboratory, University of Arizona).

Rezultatele apar într‑un context științific mai larg care cercetează originea componentelor organice în Sistemul Solar timpuriu. Studiile anterioare asupra diferitelor meteoriți și particule cosmogonice au oferit indicii despre multiple căi posibile de sinteză a moleculelor organice, dar probele curate și returnate direct de pe un asteroid primitiv precum Bennu oferă o oportunitate rară de a testa aceste idei cu material necontaminat.

Publicare și resurse

Lucrarea a fost publicată în Proceedings of the National Academy of Sciences și este documentată sub titlul „Multiple formation pathways for amino acids in the early Solar System based on carbon and nitrogen isotopes in asteroid Bennu samples”. Pentru detalii suplimentare privind articolul științific, referința DOI este disponibilă în publicație.

Materialul de prezentare legat de această cercetare a fost oferit și de Penn State, care a subliniat importanța avansurilor instrumentale în a permite măsurători izotopice la abundențe mici de compuși organici, esențiale pentru descoperirea acestor semnături neobișnuite în probele Bennu.

Pentru cei interesați de accesarea sursei originale a relatării, detaliile și contextul extins pot fi consultate online prin intermediul materialului publicat pe platforma de știri științifice care a preluat comunicatul instituțional.

În ansamblu, aceste rezultate sugerează o imagine mult mai nuanțată a chimiei prebiontice din Sistemul Solar timpuriu: nu există o singură cale predictibilă pentru formarea aminoacizilor, ci mai degrabă un spectru de condiții și mecanisme, de la apele lichide moderate până la ghețuri înghețate supuse radiațiilor, fiecare contribuind posibil la livrarea ingredientelor necesare vieții pe planete precum Pământul.