Než existoval život, jak ho známe, existovaly molekuly. Ale řada kroků vedoucích k tomuto přechodu zůstala jedním z milovaných tajemství vědy.
Nový výzkum naznačuje, že stavební kameny života - prebiotické molekuly - se mohou tvořit v atmosférách planet, kde prach poskytuje bezpečnou platformu, na níž se mohou formovat, a různé reakce s okolní plazmou poskytují dostatek energie potřebné k vytvoření života.
"Pokud je formování života jako skládačka - velmi velká a komplikovaná skládačka - rád si představuji prebiotické molekuly jako některé z dílků," řekl profesor St. Andrews Dr. Craig Stark. "Po sestavení kusů vytvoříte složitější biologické struktury, které vytvoří jasnější a rozpoznatelnější obrázek." A když jsou všechny kusy na místě, výsledný obraz je život. “
V současné době si myslíme, že se prebiotické molekuly tvoří na malých zrnech ledu v mezihvězdném prostoru. I když se to může zdát v rozporu s snadno přijímanou vírou, že život ve vesmíru je nemožný, povrch zrna ve skutečnosti poskytuje příjemné pohostinné prostředí pro život, protože chrání molekuly před škodlivým kosmickým zářením.
"Molekuly se vytvářejí na povrchu prachu adsorpcí atomů a molekul z okolního plynu," řekl Stark časopisu Space Magazine. "Jsou-li k dispozici vhodné přísady pro výrobu konkrétní molekulární sloučeniny a podmínky jsou správné, jste v podnikání."
Podle „podmínek“ naznačuje Stark druhou nezbytnou složku: energii. Jednoduché molekuly, které obývají galaxii, jsou relativně stabilní; bez neuvěřitelného množství energie nevytvoří nové pouto. Z tohoto důvodu se předpokládalo, že by se život mohl tvořit při úderech blesku a sopečných erupcích.
Takže Stark a jeho kolegové obrátili oči do atmosféry exoplanet, kde je prach ponořen do plazmy plné pozitivních iontů a negativních elektronů. Elektrostatické interakce prachových částic s plazmou zde mohou poskytovat vysokou energii potřebnou k vytvoření prebiotických sloučenin.
V plazmě prachové zrno rychle absorbuje volné elektrony a stává se negativně nabitými. Důvodem je to, že elektrony jsou lehčí, a proto rychlejší, než kladné ionty. Jakmile je prachové zrno záporně nabito, přitáhne tok pozitivních iontů, které se zrychlí směrem k prachové částici a srazí se s více energií, než by se daly v neutrálním prostředí.
Aby to bylo možné otestovat, studovali autoři příkladnou atmosféru, která jim umožnila zkoumat různé procesy, které mohou přeměnit ionizovaný plyn na plazmu, a také zjistit, zda by plazma vedla k dostatečně energetickým reakcím.
"Jako důkaz principu jsme se podívali na sled chemických reakcí, které vedou k vytvoření nejjednodušší aminokyseliny glycinu," řekl Stark. Aminokyseliny jsou skvělými příklady prebiotických molekul, protože jsou potřebné pro tvorbu proteinů, peptidů a enzymů.
Jejich modely ukázaly, že „plazmatické ionty mohou být skutečně urychleny na dostatečné energie, které převyšují aktivační energie pro tvorbu formaldehydu, amoniaku, kyanovodíku a nakonec aminokyseliny glycinu,“ řekl Stark časopisu Space Magazine. "To možná nebylo možné, kdyby plazma chyběla."
Autoři prokázali, že při nízkých teplotách v plazmě je dostatek energie k vytvoření prebiotické molekuly glycinu. Vyšší teploty mohou také umožnit složitější reakce, a proto složitější prebiotické molekuly.
Stark a jeho kolegové prokázali životaschopnou cestu k tvorbě prebiotické molekuly, a tedy i života, ve zdánlivě běžných podmínkách. I když původ života může zůstat jedním z milovaných tajemství vědy, nadále získáváme lepší porozumění, vždy jeden kousek skládačky.
Příspěvek byl přijat k publikaci v časopise Astrobiology a je k dispozici ke stažení zde.
