حیات برای پیدایش نیاز داشت واحدهای سازنده مثل آجر برای ساختن خانه داشته باشد. یکی از این سنگ بناهای سازنده ، آمینواسیدهاست که ترکیبات آلی سازنده پروتئین ها به شمار می آید و تعداد، توالی، نوع و چیدمان آنها تعیین کننده ساختار سه بعدی و خواص زیستی پروتئین ها ست. این مولکول ها همچون بسیاری دیگر از

مولکول های زیستی براثر برخورد با نور تمایل به چرخش به سمت راست یا چپ پیدا می کنند. پروتئین ها، به اصلاح اسب بارکش مولکول های حیات هستند. آنها در هر ساختاری از جمله مو و آنزیم ها، که سرعت بخش یا تنظیم کننده واکنش های شیمیایی هستند، به کار رفته اند. درست مثل حروف الفبا که از تعداد مشخصی کاراکتر تشکیل شده است، حیات هم از ۲۰ آمینواسید استاندارد در آرایشی با تنوع وسیع برای ساخت میلیون ها نوع مختلف از پروتئین ها استفاده می کند. آمینواسیدها می توانند به دو شکل که تصویر آیینه ای یکدیگر هستند ـ مثل دو دست ما ـ ساخته شوند. اگرچه احتمالاً حیات مبتنی بر آمینواسیدهای راست گرد می توانست خوب کار کند، اما هرگز مخلوط آرایش چپ گرد و راست گرد آمینواسیدها در پروتئین ها با هم عمل نمی کند.

● شهاب سنگ ها، سفیران حیات

شهاب ها همچون سفیرهای حیات، این ذرات آلی را در عالم با خود به این سو و آن سو می کشانند. ممکن است این واحدهای مولکول های زیستی در یک زایشگاه ستاره ای یا در قلب یک سیارک تشکیل شده باشند و حالا تخم حیات را با خود به هر محیط احتمالی دیگری ببرند. زمستان سال ۱۳۷۸، یک شهاب بزرگ در جو، درست بالای منطقه بریتیش کلمبیا در کانادا منفجر شد و تکه های آن روی دریاچه منجمد تاگیش فروریخت. مردم زیادی که شاهد سقوط این سنگ آسمانی بودند، تکه های آن را در روزهای بعد جمع آوری و در حالت منجمد نگه داری کردند. به این ترتیب، پژوهشگران مطمئن بودند حداقل آلودگی زمینی ممکن وارد آن شده است. از نظر زیست شناسان وقتی شیء از یک دنیای دیگر وارد زمین می شود، محیط پویای زیستی زمین مثل آلودگی می تواند زود آن مهمان را متاثر ساخته و بکربودن آن را از بین ببرد. در نتیجه مطالعه روی آن کم اهمیت یا حتی بی اهمیت می شود. با بررسی بیشتر شهاب سنگ دریاچه تاگیش، رازهای زیادی در مورد نخستین روزهای پیدایش منظومه شمسی آشکار می شود. از جمله نقش مهمی که آب موجود در سیارک ها در ساخت آمینواسیدهای چپ گرد بازی کرده است. این آمینواسیدهای چپ گرد اساس ایجاد حیات زمینی هستند.

نکته: مطالعه روی نمونه های جمع آوری شده از یک شهاب سنگ که چند سال پیش روی دریاچه ای یخ زده در کانادا سقوط کرد، رازهای فراوانی از چگونگی پیدایش و شکل گیری حیات در سیاره زمین را آشکار کرده است

پژوهشگران با تحلیل تکه شهاب سنگ های سقوط کرده در دریاچه منجمد کانادا، به دنبال ارائه توضیحاتی برای این موضوع بودند که چرا آمینواسیدهای موجود در حیات زمینی همواره متمایل به گردش به یک سمت خاص بودند؛ آنها می خواستند بدانند چرا ساختار مولکولی موجودات زنده، تنها از مولکول هایی با گردش به چپ ایجاد شده است. در این مطالعه شواهد قدرتمندی در این رابطه که چرا آب مایع درون یک سیارک، برخی از اشکال چپ گرد آمینواسیدها را به راست گرد آنها بیشتر ترجیح می دهد ارائه شد. نتایج این پژوهش، جستجو برای حیات فرازمینی را با چالش های بیشتری روبه رو ساخت! تمام روش های متداول ساخت مصنوعی آمینواسیدها، به مخلوط مساوی از مولکول های راست گرد و چپ گرد منجر می شود. اما چگونگی تولید منحصربه فرد یک سمت گردش ـ چپ گرد ـ در دنیای پیش زیستی، از مخلوط مساوی مولکول های راست گرد و چپ گرد، یک معمای اختر زیست شناسی به شمار می آید.

● رمزگشایی از شهاب سنگ تاگیش

پژوهشگران برای مطالعه بیشتر، ابتدا نمونه های شهاب سنگ های دریاچه تاگیش را خرد کردند، سپس آنها را با حلال آب گرم مخلوط کرده و در آخر با استفاده از طیف نگار جرمی کروماتوگرافی مایع، مولکول های آن را تفکیک و شناسایی کردند. آنها متوجه شدند داخل نمونه ها، نوع چپ گرد آسپارتیک اسید ـ یکی از ۲۰ آمینواسید استاندارد با خاصیت قطبی و اسیدی ـ چهار برابر بیشتر از راست گرد آن بود. این آمینواسید نه تنها در هر یک از آنزیم های بدن ما استفاده شده، بلکه در ساخت آسپارتام، ماده جایگزین شکر هم به کار می رود؛ دیگر این که، همین شهاب سنگ تنها مقدار اندکی آمینواسید چپ گرد آلانین (۸ درصد) ـ یکی دیگر از ۲۰ آمینواسید استاندارد با خاصیت غیرقطبی ـ که دیگر واحد سازنده حیات است، در خود داشت.

اگر این آمینواسیدها بر اثر آلودگی های زمینی وارد شهاب سنگ شده باشند، هر دو باید فراوانی بسیار زیادی از چپ گرد را نشان می دادند، چرا که چپ گردِ هر دوی آنها، در زیست زمین بسیار رایج است. پس معلوم می شود فرآیندهای حیات سازمان دهنده این آمینواسیدها نبودند، بلکه آنها از مدت ها پیش و در درون شهاب سنگ دریاچه تاگیش مسافر منظومه شمسی بوده اند. تحلیل های ایزوتوپی تائید کرد این آمینواسیدها در فضای ماوراء جو و جایی غیر از زمین ساخته شده بودند. ایزوتوپ ها، نسخه هایی از یک عنصر با تعداد متفاوتی از پروتون ها هستند. برای مثال کربن ۱۳، ایزوتوپی سنگین و غیرمعمول از کربن است. از آنجا که ترجیح شیمی حیات بر ایزوتوپ های سبک تر است، آمینواسیدهای غنی از کربنِ سنگین ۱۳، به احتمال قریب به یقین در فضا شکل گرفته است. پژوهشگران در شهاب سنگ دریاچه تاگیش، آسپارتیک اسید و آلانینی غنی از کربن ۱۳ یافتند و این آشکارا نشانه شکل گیری این آمینواسیدها در سیارک مادر طی فرآیندهای غیرزیستی بوده است .

برخی پژوهشگران معتقدند آمینواسیدهای فراوان چپ گرد در شهاب سنگ ها، در معرض پرتوهای پرانرژی سحابی ها شکل می گیرند. اما در این مورد خاص، به علت فراوانی بالای آسپارتیک اسیدهای چپ گرد نمی توان پیدایش آنها را تنها با پرتوهای پرانرژی توضیح داد، بلکه فرآیند دیگری هم باید دخیل بوده باشد.

● پیروزی چپ بر راست

چیزی که بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفت این بود که هنگام ترکیب مولکول های راست گرد و چپ گرد، آمینواسیدهای آلانین و آسپارتیک اسید می توانند به طور متفاوتی متبلور شوند. این موضوع باعث شد آنها به سراغ پژوهش های صورت گرفته بسیاری که به استخراج رفتار کریستاله شدن مولکول هایی همچون آسپارتیک اسیدهایی که چپ گرد یا راست گرد شده اند، بروند.

احتمالا مقدار آمینواسیدهای چپ گرد ایجادشده در سحابی ها و زایشگاه های ستاره ای اندک بوده است. در واقع ممکن است پرتوهای فرابنفش پرانرژی یا دیگر پرتوهای اطراف ستاره ها، به ساخت آمینواسیدهای چپ گرد یا تخریب راست گردها کمک کرده باشد، اما این فراوانی اولیه چپ گردها به واسطه فرآیندهایی از قبیل کریستاله شدن در سیارک ها تقویت شده و برخورد خرده سیارک ها با زمین باعث انتقال آنها به سیاره ما شده است و شاید در ادامه و به دلیل فراوانی بسیار زیاد آمینواسیدهای چپ گرد، آنها به هم پیوسته اند و به این ترتیب، حیات پدیدار شده است. البته به باور زیست شناسان، احتمالاً غنی سازی مشابه دیگری در خودِ زمین روی داده است و با تبلور آمینواسیدهای چپ گردی که در رسوبات باستانی زمین از قبیل کف رودخانه ها، دریاچه ها و دریاها وجود داشته ، به وقوع پیوسته است. نتایج این پژوهش، جستجو برای حیات فرازمینی از قبیل حیات میکروبی فرض شده در زیر سطح مریخ را پیچیده کرد. محققان معتقدند هر چند به نظر می رسد یک فرآیند غیرزیستی می تواند به سازمان دهی برخی آمینواسیدهای چپ گرد منجر شود، اما نمی توان تنها با استناد به همین حجم، پیدایش حیات را به شهاب سنگ نسبت داد.

astrobiology
مترجم : نیلوفر فشنگ ساز