Naukowcy odkryli w kosmosie... opalający cukier
Cukry odgrywają fundamentalną rolę w funkcjonowaniu organizmów żywych. Stanowią podstawę strukturalną cząsteczek DNA i RNA, czyli nośników informacji genetycznej, a także uczestniczą w licznych procesach metabolicznych. W kontekście badań nad genezą życia, cukry są niezbędne do syntezy pierwszych kwasów nukleinowych, które mogły zapoczątkować procesy replikacji i metabolizmu na młodej Ziemi.
Od lat naukowcy zastanawiali się, w jaki sposób pierwsze cukry mogły się na naszej planecie pojawić. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że w warunkach panujących na Ziemi przed pojawieniem się życia, cukry nie tworzą się w wystarczających ilościach. Dotychczas obecność cukrów takich jak ryboza czy glukoza spoza Ziemi, potwierdzano jedynie w próbkach meteorytów i planetoid, co sugerowało, że mogły one pochodzić z obłoku molekularnego, z którego uformował się Układ Słoneczny. Jednak bezpośrednie wykrycie cukru w przestrzeni międzygwiazdowej do tej pory nie było możliwe.
Przełom nastąpił dzięki zespołowi badaczy pod kierownictwem Izaskun Jiménez-Serra z CAB. W obłoku molekularnym G+0.693−0.027, położonym w pobliżu centrum Drogi Mlecznej naukowcy zidentyfikowali erytrulozę, cząsteczkę czterowęglowego cukru ketozowego, która na Ziemi występuje m.in. w malinach. Wykorzystuje się ją także jako składnik kosmetyków do samoopalania. Detekcja erytrulozy była możliwa dzięki zastosowaniu niezwykle czułych, szerokopasmowych badań spektroskopowych, prowadzonych za pomocą 40-metrowego radioteleskopu Yebes oraz 30-metrowego teleskopu IRAM. Naukowcy zidentyfikowali aż 12 linii widmowych pasujących do zmierzonego wcześniej na Uniwersytecie Kraju Basków widma laboratoryjnego erytrulozy.
We współpracy z chemikami z Uniwersytetu Estremadury oraz Uniwersytetu Radboud w Holandii zespół CAB wykazał, że erytruloza może powstawać w lodach międzygwiazdowych z prostszych alkoholi i aldehydów dwuwęglowych. Odkrycie to sugeruje, że procesy chemiczne zachodzące w zimnych, gęstych obłokach molekularnych mogą prowadzić do powstawania bardziej złożonych cząsteczek organicznych, które następnie mogą być transportowane na młode planety.
Na podstawie zmierzonej ilości erytrulozy w obłoku G+0.693−0.027, naukowcy oszacowali, że w okresie tzw. Wielkiego Bombardowania, czyli około 4,1 - 3,8 miliarda lat temu, na powierzchnię Ziemi mogło trafić od 0,5 do nawet 50 milionów ton tego cukru. To odkrycie otwiera nowe możliwości w badaniach nad pochodzeniem życia, sugerując, że cukry mogły dotrzeć na naszą planetę z przestrzeni kosmicznej, dostarczając niezbędnych składników do powstania pierwszych procesów metabolicznych i replikacyjnych.
Zdaniem badaczy, wykrycie erytrulozy w przestrzeni międzygwiazdowej to dopiero początek. Odkrycie to otwiera drogę do poszukiwań innych cukrów, takich jak ryboza - kluczowy składnik RNA, a także innych związków istotnych dla powstania życia. Jak podkreślają naukowcy, każda kolejna detekcja tego typu cząsteczek w kosmosie przybliża nas do odpowiedzi na fundamentalne pytania o pochodzenie życia na Ziemi i możliwość jego istnienia w innych częściach Wszechświata.
Odkrycie erytrulozy w obłoku molekularnym w pobliżu centrum Drogi Mlecznej stanowi ważny krok w kierunku zrozumienia, jak złożone cząsteczki organiczne mogą powstawać i przetrwać w ekstremalnych warunkach kosmicznych. To także dowód na to, że budulec życia może być znacznie bardziej powszechny we wszechświecie, niż dotychczas przypuszczano.