نخستین قند در فضای میانستارهای کشف شد
پژوهشگران برای نخستینبار موفق به شناسایی یک قند در محیط میانستارهای شدهاند، کشفی که میتواند سرنخهای تازهای درباره منشا حیات و چگونگی شکلگیری مولکولهای ضروری برای پیدایش نخستین اشکال حیات روی زمین ارائه دهد.
به گزارش ساینس دیلی، قندها نقشی اساسی در شکلگیری و تداوم حیات دارند. این ترکیبات به تشکیل ساختار اصلی مولکولهای DNA و RNA کمک میکنند و در واکنشهای متابولیکی ضروری نیز نقش دارند. دانشمندان همچنین بر این باورند که قندها برای شکلگیری نخستین اسیدهای نوکلئیک که پایههای اساسی حیات محسوب میشوند ضروری بودهاند.
با این حال پژوهشگران حوزه منشا حیات همچنان با یک معمای مهم مواجهاند. آزمایشهای انجامشده در آزمایشگاه نشان میدهد شرایط پیشازیستی حاکم بر زمین اولیه احتمالا نمیتوانسته است مقادیر کافی از قندها را برای آغاز فرایندهای زیستی تولید کند.
پیش از این ریبوز و گلوکز در شهابسنگها و مواد تشکیلدهنده سیارکها شناسایی شده بودند. این یافتهها این احتمال را مطرح کرده بود که بخشی از قندها ممکن است در ابر مولکولی باستانی که منظومه شمسی از آن شکل گرفته تولید شده باشند. با این حال تا پیش از این هیچ قندی بهطور مستقیم در فضای میانستارهای شناسایی نشده بود.
شناسایی یک قند چهارکربنه در فضا
اکنون یک گروه بینالمللی به سرپرستی ایزاسکون خیمنس-سرا پژوهشگر مرکز اخترزیستشناسی (CAB) موفق شده است اریترولوز (Erythrulose) را شناسایی کند، ترکیبی که نخستین قند کشفشده در محیط میانستارهای به شمار میرود.
اریترولوز تنها کتوز شناختهشدهای است که چهار اتم کربن دارد. این ترکیب روی زمین بهطور طبیعی در تمشک یافت میشود و در برخی محصولات برنزهکننده بدون نیاز به نور خورشید نیز کاربرد دارد.
پژوهشگران این قند را در جهت ابر مولکولی موسوم به G+۰.۶۹۳−۰.۰۲۷ شناسایی کردند، ابری که در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد.
این کشف با استفاده از بررسیهای طیفسنجی پهنباند و بسیار حساس انجام شد که با بهرهگیری از تلسکوپ رادیویی ۴۰ متری یبس و تلسکوپ ۳۰ متری موسسه رادیوآسترونومی در محدوده میلیمتری (IRAM) صورت گرفت.
دانشمندان در این بررسیها ۱۲ خط طیفی را شناسایی کردند که با طیف آزمایشگاهی اریترولوز مطابقت داشت. طیف آزمایشگاهی این مولکول در دانشگاه کشور باسک اندازهگیری شده بود و تطابق آن با دادههای بهدستآمده از فضای میانستارهای شواهد لازم برای شناسایی این قند را فراهم کرد.
بررسیهای پژوهشگران نشان داد که میزان اریترولوز در این ابر مولکولی دستکم هشت برابر بیشتر از قندهای مشابه سهکربنه است در حالی که هیچیک از این قندهای سهکربنه در همان ابر شناسایی نشدند.
ایزاسکون خیمنس سرا نویسنده اصلی این پژوهش از مرکز اخترزیستشناسی درباره این کشف گفت: این یافته غیرمنتظره بود، زیرا دیدگاه غالب در اخترشیمی این است که مولکولهای میانستارهای از طریق افزودن پیدرپی اتمهای کربن به یکدیگر بهتدریج بزرگتر میشوند.
شکلگیری قند در یخهای میانستارهای
پژوهشگران مرکز اخترزیستشناسی در آزمایشهایی که با همکاری شیمیدانانی از دانشگاه اکسترمادورا در اسپانیا و دانشگاه رادبود در هلند انجام دادند، همچنین دریافتند که اریترولوز میتواند درون یخهای میانستارهای از ترکیبات سادهتری مانند الکلها و آلدهیدهای دارای دو اتم کربن تشکیل شود.
این یافته نشان میدهد که این قند ممکن است بتواند در شرایط موجود در محیطهای میانستارهای و از طریق واکنشهای شیمیایی میان مولکولهای سادهتر شکل بگیرد؛ بنابراین ابرهای مولکولی میانستارهای میتوانند محیطی مناسب برای تولید برخی از ترکیبات آلی پیچیدهتر و بالقوه مرتبط با منشا حیات باشند.
آیا قندهای فضایی به زمین اولیه رسیدهاند؟
پژوهشگران با استفاده از میزان اریترولوز اندازهگیریشده در ابر مولکولی G+۰.۶۹۳−۰.۰۲۷ برآورد کردند که در جریان دورهای موسوم به بمباران سنگین پسین (Late Heavy Bombardment) حدود نیم میلیون تا ۵۰ میلیون تن از این قند ممکن است به زمین رسیده باشد.
این دوره تقریبا بین ۴.۱ تا ۳.۸ میلیارد سال پیش رخ داده است؛ زمانی که زمین اولیه با تعداد زیادی از اجرام آسمانی از جمله سیارکها و دیگر اجرام کوچک منظومه شمسی برخورد میکرد.
بر اساس این سناریو بخشی از مولکولهای قندی موجود در فضای میانستارهای ممکن است در جریان برخورد اجرام آسمانی با زمین به این سیاره منتقل شده باشند. حضور اریترولوز در فضای میانستارهای بنابراین میتواند به وجود یک منبع احتمالی دیگر برای تامین قندهای مورد نیاز زمین اولیه اشاره داشته باشد؛ موادی که شاید در شکلگیری نخستین فرایندهای متابولیکی و تکثیری نقش داشتهاند.
کارلوس بریونس یکی از نویسندگان این مطالعه گفت: شناسایی اریترولوز بسیار هیجانانگیز است، زیرا این امکان را ایجاد میکند که در آینده قندهای دیگری مانند ریبوز که بخشی از RNA است و همچنین مولکولهای مهم دیگر مرتبط با منشأ حیات را در فضا کشف کنیم.
این کشف میتواند گام مهمی در درک چگونگی شکلگیری مواد آلی پیچیده در فضا و انتقال احتمالی آنها به سیارات باشد. همچنین شناسایی نخستین قند در فضای میانستارهای این احتمال را تقویت میکند که بخشی از مواد اولیه مورد نیاز برای شکلگیری حیات پیش از شکلگیری زمین یا در مراحل نخستین تاریخ آن در محیطهای کیهانی تولید شده و سپس به زمین منتقل شده باشند.
انتهای پیام/
