ردپای حروف مولکولی حیات در سنگ های سیارک ریوگو کشف شد

این ایده که فضا می‌توانسته پرورشگاهی شیمیایی برای حیات باشد، اکنون پشتوانه‌ای چشمگیرتر پیدا کرده است. دانه‌های معدنی بسیار ریزی که از سیارک ریوگو به زمین بازگردانده شده‌اند، اکنون پنج «حرف» مولکولی سازنده آران‌ای و دی‌ان‌ای را نشان می‌دهند. این موضوع جزئی کوچک نیست. بلکه یک پیوند شیمیایی مستقیم میان منظومه شمسی آغازین و دستور ساخت حیات به شمار می‌آید.

تکه‌هایی از ریوگو: حروفی که در سنگ حفظ شده‌اند

در دل بارشی از سنگ به اندازه یک مشت، مولکول‌هایی نهفته‌اند که مانند الفبایی ابتدایی خوانده می‌شوند. پژوهشگران ژاپنی گزارش داده‌اند که نمونه‌های بازگردانده‌شده توسط مأموریت هایابوسا۲ جاکسا حاوی آدنین، گوانین، سیتوزین، تیمین و اوراسیل هستند. این پنج باز نوکلئوتیدی، ترکیبات نیتروژن‌داری‌اند که وقتی به قندها و فسفات‌ها متصل می‌شوند، نوکلئوتیدها را می‌سازند؛ واحدهای بنیادی آران‌ای و دی‌ان‌ای.

یافتن یکی از این ترکیبات در فضا به‌خودی‌خود مهم است. اما یافتن هر پنج مورد درون یک نمونه سیارکی دست‌نخورده و پاکیزه، اتفاقی نادر محسوب می‌شود. این کشف بحث را از «آیا فضا می‌تواند مواد اولیه حیات را بسازد؟» به این سمت می‌برد که «احتمالا این کار را به‌طور گسترده انجام داده است.»

این پنج باز نوکلئوتیدی چگونه آران‌ای و دی‌ان‌ای را می‌سازند. 

روش و زمینه علمی: چرا ریوگو اهمیت دارد

هایابوسا۲ در سال ۲۰۲۰ حدود ۵.۴ گرم ماده از ریوگو را به زمین بازگرداند. شاید این مقدار کم به نظر برسد. اما در علوم سیاره‌ای، چند گرم ماده که با دقت حفظ شده باشد، ارزش علمی بسیار زیادی دارد. این دانه‌ها در آزمایشگاه‌های فوق‌پاک نگهداری و بررسی شدند. دانشمندان مواد آلی را با استفاده از آب و اسید ملایم استخراج کردند، سپس عصاره‌ها را با روش‌های حساس طیف‌سنجی جرمی و کروماتوگرافی خالص‌سازی و تحلیل کردند. کنترل‌ها نیز بسیار سخت‌گیرانه بود تا احتمال آلودگی آزمایشگاهی کنار گذاشته شود.

تصاویر میکروسکوپی از نمونه‌های ریوگو که از نخستین و دومین محل تماس مأموریت هایابوسا۲ جمع‌آوری شده‌اند. 

این گروه هر پنج باز نوکلئوتیدی را در دو نمونه جداگانه از ریوگو و با فراوانی‌های قابل مقایسه پیدا کرد. این الگو با نتایج به‌دست‌آمده از دیگر سنگ‌های فضایی هم‌خوانی دارد. شهاب‌سنگ مورچیسون که در پاییز ۱۹۶۹ سقوط کرد و شهاب‌سنگ اورگی که در قرن نوزدهم فهرست‌برداری شد، هر دو حامل مولکول‌های آلی فراوان، از جمله بازهای نوکلئوتیدی هستند. در سال‌های اخیر نیز مأموریت بازگرداندن نمونه ناسا از سیارک بنو، مجموعه کامل این بازها را در سال ۲۰۲۵ گزارش کرد. این کشفیات مستقل، تفسیر علمی را تقویت می‌کنند: این ترکیبات کنجکاوی‌های کمیاب نیستند، بلکه احتمالا در سراسر سیارک‌های غنی از کربن گسترده‌اند.

چه چیزی تعیین می‌کند کدام بازها شکل بگیرند؟

به نظر می‌رسد تعادل میان پورین‌ها، یعنی آدنین و گوانین، و پیریمیدین‌ها، یعنی سیتوزین، تیمین و اوراسیل، به شیمی محلی بستگی دارد. آمونیاک، میزان یخ و حضور مواد آلی ساده می‌توانند مسیر سنتز را به‌سوی یک گروه یا گروه دیگر تغییر دهند. مورچیسون از نظر پورین‌ها نسبتا غنی‌تر است. بنو و اورگی امضاهای قوی‌تری از پیریمیدین‌ها نشان می‌دهند. ریوگو اکنون به این مجموعه داده افزوده شده و به ترسیم تصویری دقیق‌تر از شیمی پیش‌زیستی در فضا کمک می‌کند.

نمایی رنگی از ۱۶۲۱۷۳ ریوگو که در سال ۲۰۱۸ توسط کاوشگر فضایی هایابوسا۲ جاکسا ثبت شد. 

این یافته برای منشأ حیات چه معنایی دارد

اگر سیارک‌های غنی از کربن به‌طور معمول بازهای نوکلئوتیدی را با خود حمل می‌کرده‌اند، زمین در تاریخ آغازین خود پیوسته ورودی شیمیایی دریافت کرده است. انتقال این مواد از طریق شهاب‌سنگ‌ها و ریزشهاب‌سنگ‌ها می‌توانسته مخلوطی پیچیده از مولکول‌های آلی را بر سطح نخستین زمین و آب‌های کم‌عمق آن بنشاند. همین مولکول‌ها احتمالا به شیمی سطحی خوراک داده‌اند؛ شیمی‌ای که بعدها در قالب سامانه‌های خودتکثیرشونده سازمان یافته است.

این موضوع هنوز پاسخ نمی‌دهد که حیات چگونه روی زمین آغاز شد. با این حال، جای خط شروع را تغییر می‌دهد. به‌جای آنکه زمین اولیه همه مواد لازم را به‌تنهایی و در محل ساخته باشد، ممکن است اجزایی را که از پیش در فضا وجود داشته‌اند با یکدیگر ترکیب و بازآرایی کرده باشد. در این نگاه، شیمی پیش‌زیستی داستانی است که سیاره‌ها و اجرام کوچک را دربر می‌گیرد، نه رویدادی که فقط به سیاره ما محدود باشد.

دیدگاه کارشناس

دکتر مایا فرناندز، شیمی‌دان سیاره‌ای در یک مؤسسه پژوهشی اروپایی، می‌گوید: «آنچه نتایج ریوگو را قانع‌کننده می‌کند، ترکیب نمونه‌برداری دست‌نخورده با کار آزمایشگاهی دقیق است. ما در سیارک‌های متفاوت، الگوهای شیمیایی سازگاری را می‌بینیم. این الگو نشان می‌دهد منظومه شمسی آغازین از نظر شیمیایی محیطی بارور برای ساخت بلوک‌های سازنده حیات داشته است. گام بعدی این است که نقشه‌برداری کنیم این مولکول‌ها پس از رسیدن به محیط‌های سیاره‌ای چگونه تکامل می‌یابند.»

پیامد گسترده‌تر این یافته به مأموریت‌ها و مدل‌های علمی مربوط می‌شود. برنامه‌های بازگرداندن نمونه مانند هایابوسا۲ و کارزار اوسیریس-رکس/بنو، واقعیت میدانی و آزمایشگاهی‌ای فراهم می‌کنند که سنجش از دور به‌تنهایی قادر به ارائه آن نیست. مطالعات آزمایشگاهی روی مواد بازیابی‌شده به پژوهشگران امکان می‌دهد مسیرهای واکنشی را آزمایش کنند، ببینند کدام مجموعه‌های مولکولی در فضا دوام می‌آورند و کدام‌یک به دگرگونی حساس‌اند. این بینش‌ها شبیه‌سازی‌های آزمایشگاهی را هدایت می‌کند و مدل‌های ما از شیمی زمین اولیه را دقیق‌تر می‌سازد.

نتیجه‌گیری

دانه‌های ریوگو پیامی کوچک اما روشن دارند: بخشی از قطعات شیمیایی لازم برای حیات، مدت‌ها پیش از آنکه حیات روی زمین پا بگیرد، در منظومه شمسی حضور داشته‌اند. کشف هر پنج باز نوکلئوتیدی در ماده سیارکی دست‌نخورده این دیدگاه را تقویت می‌کند که ورود مواد آلی فرازمینی سهمی معنادار در ذخیره پیش‌زیستی زمین داشته است. بازگرداندن نمونه‌های آینده و آزمایش‌های هدفمند آزمایشگاهی، روشن‌تر خواهد کرد که این مولکول‌ها چگونه مسیر گذار از شیمی به زیست‌شناسی را تحت تأثیر قرار داده‌اند.