یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که هر پنج باز نوکلئوتیدی بنیادین – «حروف» مولکولی حیات – در نمونه‌هایی از سیارک ریوگو شناسایی شده‌اند.
ذرات سیارکی نگاهی به مواد شیمیایی ارائه می‌دهند که ممکن است به جرقه زدن حیات بر روی زمین کمک کرده باشند. نمونه‌های ریوگو در سال ۲۰۲۰ توسط مأموریت هایابوسا ۲ آژانس اکتشاف فضایی ژاپن (JAXA) از فضا بازگردانده شدند.
در سال ۲۰۲۳، یک تیم بین‌المللی گزارش داد که یکی از بازهای نوکلئوتیدی – اوراسیل – را در این نمونه‌ها یافته است. اکنون، در مطالعه‌ای منتشر شده در Nature Astronomy، تیمی از دانشمندان ژاپنی تأیید کرده‌اند که هر پنج باز نوکلئوتیدی در این ماده دست‌نخورده سیارکی حضور دارند.
این بدان معناست که این مواد اولیه حیات ممکن است در اوایل تاریخ منظومه شمسی به طور گسترده پراکنده بوده‌اند.
چرا به دنبال بازهای نوکلئوتیدی هستیم؟
بازهای نوکلئوتیدی مولکول‌های آلی حاوی نیتروژن هستند که «حروف» اطلاعات ژنتیکی در DNA و RNA را تشکیل می‌دهند. پنج باز نوکلئوتیدی اصلی عبارتند از آدنین و گوانین (شناخته شده به عنوان پورین‌ها)، و همچنین سیتوزین، تیمین و اوراسیل (شناخته شده به عنوان پیریمیدین‌ها).
این مولکول‌ها با قندها و فسفات‌ها ترکیب می‌شوند تا نوکلئوتیدها را تولید کنند – اجزای سازنده مواد ژنتیکی. بدون بازهای نوکلئوتیدی، کد ژنتیکی که به موجودات زنده اجازه رشد، تولیدمثل و تکامل می‌دهد، وجود نخواهد داشت.
با مطالعه پورین‌ها و پیریمیدین‌ها در نمونه‌های ریوگو، دانشمندان می‌توانند تاریخچه شیمیایی سیارک‌های اولیه را بازسازی کنند. این امر به نوبه خود درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری و وجود اجزای سازنده حیات در سراسر منظومه شمسی به ما می‌دهد.
هایابوسا ۲ مجموعاً ۵.۴ گرم ماده دست‌نخورده سیارکی را تحویل داد. محققان باید از شرایط آزمایشگاهی فوق العاده تمیز برای جلوگیری از آلوده کردن آن استفاده کنند. آن‌ها مولکول‌های آلی را با استفاده از آب و اسید کلریدریک استخراج کردند و سپس آن‌ها را برای شناسایی بیشتر تصفیه نمودند.
آن‌ها هر پنج باز نوکلئوتیدی را در دو نمونه ریوگو که تجزیه و تحلیل کردند، تقریباً به مقدار مشابه یافتند.
اجزای کلیدی مواد ژنتیکی – در فضا
نتایج جدید با یافته‌های قبلی در مورد سنگ‌های فضایی همخوانی دارد. شهاب‌سنگ مورچیسون که در سال ۱۹۶۹ در استرالیا سقوط کرد، و شهاب‌سنگ اورگویل در فرانسه در سال ۱۸۶۴، قبلاً طیف غنی از مولکول‌های آلی، از جمله بازهای نوکلئوتیدی را ارائه داده بودند.
البته، شهاب‌سنگ‌هایی که بر روی زمین فرود می‌آیند می‌توانند در طول مسیر سفر و فرود آلوده شوند. اما نمونه‌های دست‌نخورده از مأموریت NASA به سیارک بندو نیز در سال ۲۰۲۵ هر پنج باز نوکلئوتیدی را ارائه دادند.
سیارک‌هایی مانند ریوگو، بندو و بدن والد شهاب‌سنگ اورگویل بقایای منظومه شمسی اولیه هستند. آن‌ها می‌توانند مواد را عمدتاً بدون تغییر برای حدود ۴.۵ میلیارد سال حفظ کنند.
جالب توجه است که این سیارک‌ها تفاوت‌های شیمیایی نشان می‌دهند. مورچیسون غنی از پورین‌ها است، در حالی که بندو و اورگویل حاوی پیریمیدین‌های بیشتری هستند. تصور می‌شود این تعادل ممکن است تحت تأثیر آمونیاک باشد، یک مولکول کلیدی که می‌تواند شکل دهد کدام بازهای نوکلئوتیدی می‌توانند تشکیل شوند.
با نگاه دقیق به نمونه‌های نسبتاً دست‌نخورده ریوگو و مقایسه آن‌ها با شهاب‌سنگ‌هایی مانند مورچیسون و اورگویل، محققان در حال ردیابی سفر کیهانی مواد اولیه احتمالی مولکولی حیات هستند.
نتایج آن‌ها پیشنهاد می‌کند که اجزای کلیدی مواد ژنتیکی ممکن است در فضا شکل گرفته و بعداً به زمین اولیه تحویل داده شده باشند. به عبارت دیگر، داستان حیات بر روی سیاره ما ممکن است عمیقاً با شیمی چنین سیارک‌های باستانی مرتبط باشد.
مسیری برای مواد اولیه حیات
این کشفیات در کنار هم نشان می‌دهند که سیارک‌های غنی از کربن در سراسر منظومه شمسی دارای تنوع شیمیایی پیشاحیاتی هستند. با این حال، مخلوط دقیق مولکول‌ها – مانند تعادل بین پورین‌ها و پیریمیدین‌ها – بسته به محیط شیمیایی و تاریخچه سیارک متفاوت است.
از آنجا که نمونه‌های ریوگو مستقیماً در فضا جمع‌آوری شدند و از آلودگی زمین محافظت شده بودند، یکی از واضح‌ترین دیدگاه‌ها را درباره شیمی باستانی منظومه شمسی ارائه می‌دهند.
کشف هر پنج باز نوکلئوتیدی روی ریوگو پیشنهاد می‌کند که مواد اولیه مولکولی حیات ممکن است میلیاردها سال پیش در فضا در حال شکل‌گیری بوده‌اند. سیارک‌ها ممکن است به تحویل آن مواد به زمین اولیه کمک کرده باشند – و منشأ حیات را بخشی از یک داستان شیمیایی کیهانی بسیار بزرگ‌تر ساخته باشند.