Μια «βόμβα ζωής» στο Διάστημα: Επιστήμονες δημιουργούν το ασταθές μόριο methanetetrol

Ένα νέο κεφάλαιο στην κατανόηση της χημείας που ενδέχεται να στηρίζει την εμφάνιση ζωής στο Σύμπαν άνοιξε πρόσφατα, καθώς επιστήμονες κατάφεραν να συνθέσουν για πρώτη φορά το μόριο methanetetrol (ή ορθοκαρβονικό οξύ), μια ένωση τόσο ασταθή, που μέχρι σήμερα θεωρούνταν σχεδόν αδύνατο να εντοπιστεί ή να μελετηθεί στο εργαστήριο. Το μόριο αυτό, που περιγράφεται ως «συμπυκνωμένο πρεβιοτικό» ή ακόμη και ως «πρεβιοτική βόμβα», ενδέχεται να αποτελεί βασικό κρίκο στην αλυσίδα της χημικής εξέλιξης που οδηγεί στη ζωή.

Η σχετική έρευνα δημοσιεύτηκε στο έγκριτο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications και φέρει την υπογραφή διεθνούς ομάδας επιστημόνων, μεταξύ των οποίων οι Ryan Fortenberry από το University of Mississippi, Ralf Kaiser από το University of Hawaii at Mānoa και Alexander M. Mebel από το Florida International University. Με τη συνεργασία τους, κατάφεραν να συνθέσουν και να εντοπίσουν το methanetetrol κάτω από συνθήκες που προσομοιάζουν το διαστημικό περιβάλλον.

Το methanetetrol ανήκει στην κατηγορία των ορθο-οξέων, ενώσεων εξαιρετικά δύσκολων στην απομόνωση και μελέτη, αλλά κρίσιμων για την κατανόηση της πρώιμης χημείας που θα μπορούσε να οδηγήσει στην εμφάνιση ζωής. Το μόριο φέρει τέσσερις υδροξυλομάδες (OH) ενωμένες στον ίδιο άνθρακα, ένα χημικό χαρακτηριστικό που το καθιστά ακραία ασταθές, αλλά και εξαιρετικά ενδιαφέρον.

«Αυτό το μόριο είναι σαν σπόρος ζωής», δήλωσε ο Fortenberry. «Μπορεί να μην είναι από μόνο του ικανό να δημιουργήσει ζωή, όπως ένας βελανιδιάς που δεν μπορεί να γίνει δέντρο χωρίς ήλιο και νερό, αλλά είναι μια αρχή, ένα κρίσιμο συστατικό».

Για να αναπαραστήσουν τις συνθήκες υπό τις οποίες θα μπορούσε να σχηματιστεί το methanetetrol στο Διάστημα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα μείγμα παγωμένου νερού και διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο ψύχθηκε σχεδόν στο απόλυτο μηδέν. Στη συνέχεια, το υλικό αυτό εκτέθηκε σε ακτινοβολία παρόμοια με αυτή των κοσμικών ακτίνων.

Μέσω αυτής της διαδικασίας, το μόριο απελευθερώθηκε σε αέρια μορφή και ταυτοποιήθηκε με τη βοήθεια υπεριώδους φωτός υψηλής ισχύος. Όπως εξηγεί ο Kaiser, αυτή η ανακάλυψη ανοίγει νέους ορίζοντες στη μελέτη πρεβιοτικών μορίων, καθώς πρόκειται για την πρώτη φορά που εντοπίζεται μια αλκοόλη με τέσσερις υδροξυλομάδες στον ίδιο άνθρακα, ένα κατόρθωμα που απαιτούσε τόσο προηγμένες πειραματικές όσο και υπολογιστικές μεθόδους.

Η εξαιρετικά υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο καθιστά το methanetetrol ιδιαίτερα εκρηκτικό. Ο Fortenberry το περιγράφει χαρακτηριστικά ως μια «βόμβα ζωής», ένα μόριο που αποδομείται εύκολα, απελευθερώνοντας νερό, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλες ενώσεις που συνδέονται με βιολογικές διεργασίες.

Το μόριο αυτό θέλει κυριολεκτικά να 'εκραγεί', και όταν το κάνει, δίνει ζωή σε νέα μόρια, ίσως αυτά που κάποτε οδήγησαν στην εμφάνιση των πρώτων μορφών ζωής.

Το γεγονός ότι το methanetetrol μπορεί να δημιουργηθεί στο εργαστήριο κάτω από συνθήκες παρόμοιες με αυτές του Διαστήματος, υποδεικνύει πως είναι πιθανό να σχηματίζεται και σε φυσικές εξωγήινες τοποθεσίες. Αυτό προσδίδει ιδιαίτερη αξία στην ανακάλυψη για τους ερευνητές που αναζητούν περιοχές με δυνητικά βιοφιλικές ιδιότητες.

Όπως τονίζει ο Fortenberry, το στοιχείο του άνθρακα είναι μεν ο βασικός δομικός λίθος της ζωής, αλλά το οξυγόνο είναι εκείνο που συμμετέχει στις περισσότερες κρίσιμες διεργασίες.

Το οξυγόνο είναι παντού. Και είναι απαραίτητο για τη ζωή όπως τη γνωρίζουμε. Αν μπορέσουμε να εντοπίσουμε περιοχές στο Σύμπαν όπου σχηματίζεται φυσικά το methanetetrol, τότε έχουμε στα χέρια μας ένα σαφές δείγμα ότι υπάρχουν οι πρώτες ύλες για την ανάπτυξη ζωής.

Η έρευνα αυτή, πέρα από την επιστημονική της αξία, φέρνει πιο κοντά το ενδεχόμενο να κατανοήσουμε πώς ξεκίνησε η ζωή στο Σύμπαν, είτε στη Γη, είτε αλλού.

[via]