Jak uvařit stavební kameny života v meteoritech?

Pomineme-li bájení o vzniku pozemských organismů jinde ve vesmíru a jeho slavnostním příletu na tuhle planetu, tak život na Zemi ke svému samovolnému vzniku nepochybně potřeboval základní organické látky. Ty na Zemi vznikat mohly, ale také nemusely, a dnes se zdá poměrně přijatelné, že by minimálně z části mohly pocházet z meziplanetárního prostoru. Jak už víme díky zvědavé optice orbitálních dalekohledů, vesmírný prostor je vlastně plný rozličných organických molekul, které možná jenom čekají, když už z nich konečně vznikne pořádného. Seznam látek objevených v mezihvězdném prostředí se utěšeně rozrůstá a lze si poměrně snadno představit, že se nejrůznější organické molekuly, už od samotného vzniku planet Sluneční soustavy, dostávají už hotové na povrch Země.

Jednou z možností je přílet v meteoritech, v nichž se mohou mimozemské organické látky nejen dopravit na Zemi, ale také se v průběhu dramatické srážky přeměnit na další organické molekuly, potřebné ke vzniku prvních organismů. Tohle měli dozajista na paměti Aaron Burton z NASA Goddard Space Flight Center & Goddard Center for Astrobiology v Greenbeltu, Maryland, USA a jeho spolupracovníci, když analyzovali vzorky z celkem 14 vytipovaných meteoritů, které byly posbírány v Antarktidě. Zaměřili se na uhlíkaté chondrity typu CV a CO, tedy na kamenné meteority, které vznikly nahromaděním prachu původního kosmické prachu, materiálu, z něhož vznikala Sluneční soustava. Zajímaly je takové, které obsahovaly minerály odpovídají působení velmi vysokých teplot. Uhlíkaté chondrity jako takové jsou velice křehké a snadno se rozpadají při průletu atmosférou. Už jenom jejich nález je pořádným důvodem k oslavě. Zároveň jsou nesmírně zajímavé, protože obsahují určité množství uhlíku ve formě jednoduchých organických sloučenin a proto fascinují všechny, kdo se zajímají o souvislosti vzniku života na Zemi.

V minulosti se týmu z Goddardu a dalším badatelům povedlo najít základní stavební jednotky proteinů, tedy aminokyseliny, v uhlíkatých chondritech, jejichž složení naznačovalo vytvoření těchto aminokyselin za relativně nízkých teplot. V takovém případě potřebné chemické reakce zahrnovaly vodu, aldehydy, ketony, čpavek a kyanid a celý proces bývá označován jako Streckerova syntéza aminokyselin z kyanhydridů. Zatím však nikdo nečekal, že by bylo možné nalézt aminokyseliny v uhlíkatých chondritech dramaticky poznamenaných vysokou teplotou. Aminokyseliny totiž nemají vysoké teploty příliš v lásce. Burton a spol. teď ale předvedli, že i v takových uhlíkatých chondritech aminokyseliny jsou a že, vzhledem ke svému charakteru, pravděpodobně vznikly jiným způsobem za mnohem vyšších teplot. Tento proces, který zahrnuje směs plynů s vodíkem, oxidem uhelnatým a dusíkem, je známý jako Fisher-Tropschova syntéza. Samovolně může běžet při teplotách mezi zhruba 100 a 550 stupni Celsia a zcela klíčová je pro něj přítomnost katalyzátoru, což mohou být minerály obsahující železo či kobalt.

Fisher-Tropschův proces sehrál významnou úlohu v historii 20. století, protože právě s jeho pomocí byly země, momentální geopolitickou situací izolované od zdrojů ropy, schopné vyrábět umělou ropu z uhlí. Týkalo se to především Německa a Japonska během 2. světové války a Jihoafrické republiky během období apartheidu. V dnešní době se kvůli vysokým nákladům prakticky nepoužívá, to se ale může v budoucnosti změnit s případným poklesem produkce přírodní ropy a raketovým růstem její ceny.

Burton a jeho kolegové mají za to, že se na mateřských asteroidech, odkud uhlíkaté chondrity pocházejí, právě takové chemické reakce mohly rozběhnout po srážce s jiným kosmickým balvanem anebo působením energie z rozpadu radioaktivních prvků. Fisher-Tropschova syntéza navíc zřejmě mohla běžet i na zrnkách kosmického prachu, když se ještě před zážehem Slunce a vznikem planet smršťoval oblak kosmického materiálu. Tenhle chemický proces totiž kromě nezbytných katalyzátorů potřebuje opravdu jenom směs plynného vodíku, oxidu uhelnatého a dusíku, což jsou velmi běžné složky mezihvězdného plynu. Pokud to tak funguje, tak se před námi otevírá velice zajímavá představa vytvoření značného množství základních stavebních kamenů života ještě před vznikem Slunce a planet. Navíc, něco podobného si lze jistě snadno představit i v mnoha jiných planetárních systémech.

Je docela možné, že i v jiných typech uhlíkatých meteoritů aminokyseliny původně vznikaly jak Streckerovou, tak i Fisher-Tropschovou syntézou. Vystopovat tu druhou ale není tak snadné, protože je méně intenzivní a Streckerova syntéza může úspěšně překrýt její stopy. Burton a spol. se teď každopádně chtějí pustit do analýz dalších základních typů uhlíkatých chondritů, kterých je celkem osm. Badatelé přitom neskrývají optimismus a očekávají další pozoruhodné objevy.

Autor: RNDr. Stanislav Mihulka PhD.

Líbil se Vám tento článek? Doporučte jej svým známým.

Použité zdroje:

Originální studie: Meteoritics & Planetary Science. 47 374-386.

Připraveno podle: PhysOrg: Meteorites reveal another way to make life's components

Další použité zdroje:

NASA News 9.3. 2012, Wikipedia (Abiogenesis, Carbonaceous chondrite, Fischer-Tropsch process).

Obrazové přílohy:

Analyzovaný meteorit z Antarktidy. Kredit: Antarctic Search for Meteorites program, Case Western Reserve University. http://www.nasa.gov/images/content/625365main_FTT_meteorite_lgweb.jpg

Aaron Burton ve svém živlu. Kredit: A. Burton, NASA. http://astrochem.files.wordpress.com/2011/11/032.jpg?w=400&h=300

Plátek z meteoritu Allende, největší objeveného uhlíkatého chondritu všech dob. Kredit: Matteo Chinellato. http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a3/Allende_Matteo_Chinellato.jpg/800px-Allende_Matteo_Chinellato.jpg