Što ako dio odgovora na jedno od najvećih pitanja čovječanstva, kako je nastao život na Zemlji, ne leži na našem planetu nego stotinama milijuna kilometara daleko, na drevnom komadu svemirske stijene? Znanstvenici su upravo pronašli još jedan važan trag koji upućuje na takvu mogućnost. U uzorcima prikupljenima s asteroida Ryugu, starog približno 4,5 milijardi godina, otkrili su svih pet temeljnih molekularnih sastojaka koji sudjeluju u izgradnji genetskog materijala živih bića. Riječ je o adeninu, gvaninu, citozinu, timinu i uracilu, organskim spojevima poznatima kao dušične baze ili nukleobaze. Upravo se od njih, u kombinaciji s drugim kemijskim sastojcima, grade DNK i RNK, molekule koje omogućuju pohranjivanje i prenošenje genetskih informacija. Otkriće je posebno zanimljivo jer su uzorci stigli izravno iz svemira, prikupljeni s površine asteroida, a ne iz meteorita koji je već prošao kroz Zemljinu atmosferu i mogao biti kontaminiran zemaljskim materijalom.
Kako piše ScienceDaily, rezultati pokazuju da su ključni kemijski sastojci života možda bili široko rasprostranjeni Sunčevim sustavom mnogo prije nego što su se na Zemlji pojavila prva živa bića. To ne znači da je na Ryuguu postojao život niti da su znanstvenici pronašli izvanzemaljsku DNK. No otkriće dodatno učvršćuje hipotezu da Zemlja možda nije morala sama proizvesti baš sve kemijske sastojke potrebne za nastanak života. Dio njih mogao je stići iz svemira.
Priča o ovom otkriću počela je još 2014. godine, kada je Japanska agencija za istraživanje svemira (JAXA) lansirala letjelicu Hayabusa2. Njezina misija bila je iznimno zahtjevna: otputovati do asteroida Ryugu, istražiti njegovu površinu, prikupiti uzorke i sigurno ih vratiti na Zemlju. Ryugu je asteroid promjera približno 900 metara, karakterističnog oblika nalik zvrku. Pripada skupini ugljikom bogatih asteroida, posebno zanimljivih znanstvenicima jer mogu sadržavati organske molekule nastale u najranijim razdobljima Sunčeva sustava. Hayabusa2 stigla je do asteroida u lipnju 2018. godine. Sljedeće godine uspješno je prikupila materijal s njegove površine, a u prosincu 2020. kapsula s uzorcima vratila se na Zemlju i sletjela u australsku pustinju.
Kada su znanstvenici otvorili spremnik, pronašli su svega 5,4 grama tamnog, gotovo crnog materijala. Naizgled beznačajna količina prašine i kamenčića pokazala se pravim znanstvenim blagom. U uzorcima su tijekom prethodnih istraživanja otkriveni brojni organski spojevi, uključujući aminokiseline, molekule koje sudjeluju u izgradnji proteina. Godine 2023. istraživači su potvrdili i prisutnost uracila, jedne od baza koje se koriste u RNK. No nova analiza, objavljena u znanstvenom časopisu Nature Astronomy, otišla je znatno dalje. Japanski znanstvenici, predvođeni biogeokemičarom Toshikijem Kogom iz Japanske agencije za znanost i tehnologiju mora i Zemlje (JAMSTEC), uspjeli su otkriti svih pet nukleobaza. To je jedan od najvažnijih dosadašnjih dokaza da složene organske molekule, ključne za kemiju života, mogu nastajati i opstajati na primitivnim svemirskim tijelima.
Pet slova bez kojih ne bi bilo života
Znanstvenici dušične baze često nazivaju slovima genetske abecede. Kao što se riječi i rečenice grade kombiniranjem slova, tako se i genetske informacije svih poznatih živih organizama zapisuju različitim rasporedom nukleotida. DNK koristi četiri baze: adenin (A), timin (T), citozin (C) i gvanin (G). RNK umjesto timina koristi uracil (U). Te baze čine dijelove nukleotida, građevnih jedinica koje uz dušičnu bazu sadržavaju još šećer i fosfatnu skupinu. Sposobnost pohranjivanja i prenošenja genetskih informacija jedan je od temeljnih preduvjeta života. Bez takvih molekula ne bi bilo nasljeđivanja osobina, razmnožavanja i evolucije kakvu poznajemo.
Upravo zato otkrivanje svih pet baza na asteroidu ima toliku težinu. Njihova prisutnost pokazuje da kemijski procesi potrebni za stvaranje tih spojeva nisu ograničeni na okoliš kakav postoji na Zemlji. Štoviše, mogli su se odvijati na svemirskim tijelima koja nikada nisu imala uvjete za nastanak složenih živih organizama. Nukleobaze same po sebi nisu živi organizmi, niti se automatski povezuju u genetske molekule. Za nastanak života potrebni su brojni dodatni kemijski procesi, čiji točan slijed znanstvenici još pokušavaju rekonstruirati.
Jesu li asteroidi zasijali život na Zemlji?
Jedna od velikih hipoteza o podrijetlu života kaže da su prije nekoliko milijardi godina asteroidi, kometi i meteoriti na mladu Zemlju donosili vodu i različite organske molekule. U to vrijeme Sunčev sustav bio je mnogo dinamičnije i opasnije mjesto nego danas. Sudari među nebeskim tijelima bili su česti, a površina mlade Zemlje neprestano je bila izložena udarima svemirskih stijena. U takvim okolnostima asteroidi su mogli djelovati kao svojevrsni svemirski dostavljači kemijskih sastojaka. Znanstvenici pretpostavljaju da su neke od tih molekula, nakon dolaska na Zemlju, mogle sudjelovati u kemijskim reakcijama koje su postupno dovele do nastanka prvih sustava sposobnih za samoodržavanje i razmnožavanje.
Novo istraživanje pruža potporu znatno opreznijoj pretpostavci: neki od kemijskih sastojaka potrebnih za život mogli su nastati izvan Zemlje i potom stići na naš planet. Kako je objasnio voditelj istraživanja Toshiki Koga, otkrivanje svih pet baza ne znači da je na Ryuguu postojao život. Ono pokazuje da primitivni asteroidi mogu stvarati i očuvati molekule važne za kemiju nastanka života. Astrobiolog César Menor Salván sa španjolskog Sveučilišta Alcalá, koji nije sudjelovao u istraživanju, također upozorava da rezultati ne dokazuju kako je život nastao u svemiru. Ali otkrića na Ryuguu i drugim asteroidima daju sve jasniju sliku o tome kakve su organske molekule mogle nastajati u uvjetima koji su prethodili pojavi života.
Slično otkriće i na drugom asteroidu
Ryugu nije jedino svemirsko tijelo na kojem su pronađene takve molekule. NASA-ina misija OSIRIS-REx donijela je 2023. godine uzorke s asteroida Bennu, a istraživanja objavljena 2025. potvrdila su prisutnost svih pet nukleobaza i u njegovu materijalu. Slični organski spojevi ranije su otkriveni i u meteoritima koji su pali na Zemlju. Posebno su poznati meteorit Murchison, koji je 1969. pao u Australiji, i meteorit Orgueil, koji je 1864. pao u Francuskoj. Oba su tijekom desetljeća znanstvenicima pružila dragocjene informacije o kemiji ranog Sunčeva sustava.
Asteroid Bennu
No postoji važna razlika između meteorita i uzoraka koje svemirske letjelice donose izravno s asteroida. Meteoriti tijekom prolaska kroz atmosferu i nakon pada na Zemlju mogu doći u dodir s vodom, mikroorganizmima i drugim zemaljskim materijalom. Uzorci s Ryugua i Bennua prikupljeni su u svemiru i transportirani u posebno zaštićenim spremnicima. Time se znatno smanjuje opasnost da su otkriveni organski spojevi zapravo zemaljskog podrijetla.
Amonijak bi mogao skrivati još jednu veliku tajnu
Novo istraživanje donijelo je još jedno zanimljivo otkriće. Znanstvenici nisu samo utvrdili prisutnost svih pet baza nego su uspoređivali i njihove međusobne omjere. Nukleobaze se prema kemijskoj strukturi dijele u dvije skupine. Adenin i gvanin pripadaju purinima, dok su citozin, timin i uracil pirimidini. Na Ryuguu je pronađen približno jednak udio purina i pirimidina. Međutim, na asteroidu Bennu i u meteoritu Orgueil zabilježen je veći udio pirimidina, dok u meteoritu Murchison prevladavaju purini.
Istraživači su primijetili zanimljivu povezanost između količine amonijaka i omjera dviju skupina nukleobaza u uzorcima Ryugua, Bennua i Orgueila. Što je koncentracija amonijaka bila veća, omjer purina prema pirimidinima bio je manji. Takva povezanost upućuje na mogućnost da je amonijak imao važnu ulogu u kemijskim reakcijama tijekom kojih su nastajale nukleobaze. Problem je u tome što znanstvenici zasad ne poznaju mehanizam koji bi u potpunosti objasnio uočenu vezu. Koga smatra da rezultati možda upućuju na dosad nepoznat kemijski put stvaranja nukleobaza u ranom Sunčevu sustavu. Drugim riječima, analiza nekoliko grama svemirske prašine mogla bi pomoći otkriti kemijske procese koji su se odvijali prije nastanka planeta kakve danas poznajemo.
Jedno od najvećih neriješenih pitanja znanosti ostaje kako je neživa materija na mladoj Zemlji prešla u prve žive sustave. Znanstvenici su razvili nekoliko objašnjenja. Prema nekima, ključne kemijske reakcije odvijale su se u toplim plitkim vodama. Druge hipoteze naglašavaju ulogu hidrotermalnih izvora na oceanskom dnu, gdje mineralima bogata voda i kemijski izvori energije mogu omogućiti nastanak složenijih organskih spojeva. Moguće je i da su se različiti procesi odvijali istodobno.
