2014.04.25. - A B3-vitamin meteoritekkel érkezhetett az űrből

A NASA által támogatott laboratóriumi kísérlet szerint a B3-vitamin szénben gazdag meteoritekkel érkezhetett az ősi Földre. Az eredmény fontos momentum lehet az élet eredetének kutatásában.

Az új eredmény támogatja azt az elképzelést, miszerint a földi élet kialakulásához szükséges alapvető molekulák a világűrben keletkezhettek, és üstökösök, illetve meteorok szállíthatták azokat az ősi Földre. Jelen kutatás vezetője, Karen Smith (Pennsylvania State University) szerint egyáltalán nem egyszerű dolog kapcsolatot teremteni a meteoritek és az élet keletkezése között. Korábbi vizsgálatok szerint például a B3-vitamin kialakulhatott az ősi Föld biológiailag steril környezetében is, de talán egyéb források is jól jöhettek. A nikotinsav vagy niacin néven is ismert B3-vitamin fontos szerepet játszik a NAD (nikotinamid-adenin-dinukleotid) szintetizálódásában, ami viszont alapvető jelentőséggel bír az anyagcserében, és valószínűleg nagyon korán megjelent. Nem ez az első eset, hogy meteoritekben B3-vitamint találnak: 2001-ben Sandra Pizzarello (Arizona State University) a kanadai Tagish-tó (British Columbia) mellett talált meteoritben azonosította más piridinkarbonsav molekulák mellett.

Az új kutatás keretében a NASA Goddard Space Flight Center asztrobiológiai laboratóriumában Smith és munkatársai 8 különböző, szénben gazdag meteoritet (CM-2 szenes kondritok) vizsgáltak, melyekben a B3-vitamin szintje 30-tól 600 ppb (ppb = parts per billion = 0,000000001, nagyjából 1 μg/l értékig terjedt. A B3-vitamin mellett találtak más piridinkarbonsav molekulákat, és először piridindikarbonsavat is. Smith szerint felfedeztek egy mintázatot: kevesebb B3-vitamin (és más piridinkarbonsav) található azokban a meteoritekben, amelyek vizes aszteroidákból származnak. Elképzelhető, hogy ezek a molekulák a vízzel történt hosszabb érintkezés következtében semmisültek meg. Smith és kollégái olyan előzetes laboratóriumi kísérleteket is végeztek, melyekben a csillagközi térben fennálló feltételeket szimulálták, és kimutatták, hogy a B3-vitamin és más piridinkarbonsav molekulák is szintetizálódhatnak jégszemcséken.

A csillagközi térben uralkodó feltételeket szimuláló laboratóriumi kísérlet csapadéka, amely B3-vitamint (kapcsolódó vegyületeivel) tartalmaz és segíthet értelmezni a meteoritek kémiáját.
[Karen Smith]

A széles körben elfogadott elképzelés szerint a Naprendszer gáz, por- és jégrészecskék felhőjének saját gravitációja hatására történő sűrűsödéséből alakult ki. A por- és jégcsomók üstökösökké és aszteroidákká álltak össze, melyek ütközése holdméretű objektumokat (planetezimálok) hozott létre, közülük pedig néhány végül egybeolvadt, létrehozva így a bolygókat. A világűrt a közeli csillagok és a mélyűr heves folyamatainak (szupernóva-robbanások, anyagot elnyelő fekete lyukak) elektromágneses és részecskesugárzása tölti ki. A sugárzás kémiai reakciókat indíthatott be a Naprendszert létrehozó felhőben, ezen reakciók némelyike pedig a B3-vitaminhoz hasonló, biológiailag fontos molekulák szintetizálódását eredményezhette.

A kisbolygókat és az üstökösöket többé-kevésbé a Naprendszer kialakulási folyamata ősi maradványainak tekintjük, a meteoritek pedig az aszteroidákból a Földre hullott minták. Vannak azonban az ősi aszteroidáknál fiatalabb kisbolygók is. Röviddel a kialakulásuk után a vizes közegben végbemenő reakciók következtében az aszteroidák át is alakulhatnak. Amint növekednek, a kisbolygók a preszoláris ködből radioaktív anyagokat is bekebeleznek. Ha ezekből elegendő gyűlik össze az aszteroidában, a radioaktív bomlás közben felszabaduló hő megolvaszthatja a jeget a belsejében. Az ezekből a kisbolygókból származó meteoritek kémiai és ásványtani vizsgálatával a kutatók meg tudják határozni, hogy a víz milyen hatást gyakorolt az adott aszteroidákra.

Ha a kisbolygók más aszteroidákkal vagy meteoroidokkal ütköznek, kisebb-nagyobb darabok törhetnek le róluk, amelyek aztán a Föld felé vezető pályára állhatnak és végül esetleg meteoritként bolygónkra hullhatnak. Bár a meteoritek a kisbolygók értékes darabjai, ritkán találják meg őket azonnal a lehullásuk után, így hosszabb idő után a földi kémiai és biológiai folyamatok is nyomot hagyhatnak rajtuk.

A Smith által vezetett kutatócsoportnak két oka is volt arra, hogy kételkedjen a meteoritjeikben talált B3-vitamin és egyéb molekulák földi (biológiai) eredetében. Az egyik az, hogy a B3-vitamint szerkezeti izomerjeivel együtt találták - ezek ugyanolyan kémiai összetételű molekulák, de az atomok eltérő sorrendben kapcsolódnak. Ezek a molekulák azonban az élet szempontjából irrelevánsak. A "mesterséges" kémiával szemben, amely előbb-utóbb minden lehetséges molekulát képes lesz előállítani, a természet kémiája csak azokat produkálja, melyek például az élethez szükségesek. Ha a meteoritekben található B3-vitamin mint szennyeződés forrása a földi bioszféra lett volna, akkor csak magát a B3-vitamint találhatták volna meg a mintákban, a kapcsolódó molekulákat nem. Másodszor, a meteoritekben azonosított B3-vitamin mennyisége összefügg azzal, hogy az aszteroida, amelyből származnak, milyen módon változott meg a víz hatására. Ez a korreláció pedig nagyon valószínűtlen lenne, ha a vitamin földi szennyeződésből eredne.

A csoport további, az intersztelláris térben fennálló feltételeket sokkal jobban reprodukáló kémiai kísérleteket tervez, hogy még jobban megérthessük, miként keletkezhet a B3-vitamin az űrbéli jégrészecskéken. Smith magyarázata szerint a kísérleteket piridin-szén-dioxid jéggel végezték, a későbbiekben azonban vízjeget - a csillagközi jég domináns komponensét - is hozzá akarnak adni a mintához, hogy a B3-vitamint egyszerűbb szerves építőelemekből szintetizálják és ellenőrizzék így az eredményeket.

Az eredményeket részletező szakcikk a Geochimica et Cosmochimica Acta c. folyóirat online felületén jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2014.04.17.