يجد العلماء دليلاً على أن كويكبًا يحتوي على التربتوفان

تم العثور على التربتوفان، وهو الحمض الأميني الأساسي وراء أسطورة عيد الشكر بأن تناول الديك الرومي يمكن أن يجعلك تشعر بالنعاس، موجود على بينو، وهو كويكب صغير يتأرجح بالقرب من كوكبنا كل ست سنوات تقريبًا.

ينبع هذا الاكتشاف من عينة غير مسبوقة جمعتها مهمة OSIRIS-REx التابعة لناسا، والتي هبطت بمركبة فضائية على الكويكب في عام 2020، والتقطت 4.3 أونصة (121.6 جرامًا) من الصخور والغبار، وأعادت المخبأ بأمان إلى الأرض في عام 2023. ومنذ ذلك الحين، وزعت ناسا جزءًا صغيرًا من تلك العينة على الباحثين حول العالم لتحليلها.

وتعد دراسة بينو مهمة لأن تكوينه يعكس تكوين النظام الشمسي المبكر، مما يعطي العلماء لمحة عن بدايات الحياة. وكانت الأبحاث السابقة التي أجريت على عينات بينو قد وجدت بالفعل 14 من أصل 20 حمضًا أمينيًا تنبع منها جميع الكائنات الحية على الأرض، بالإضافة إلى جميع القواعد النووية البيولوجية الخمسة – وهي المكونات التي تشكل الشفرة الوراثية في الحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA).

وسبق للباحثين اكتشاف أحماض أمينية في عينات من كويكب آخر، ريوجو، جمعتها وكالة استكشاف الفضاء اليابانية في عام 2019، وكذلك في النيازك المختلفة التي سقطت على الأرض. تشير هذه المجموعة المتزايدة من الأدلة إلى أن الكويكبات ربما تكون قد أوصلت مكونات الحياة الأساسية إلى كوكبنا في وقت مبكر، وفقًا للخبراء.

الآن، حدد تحليل جديد لعينات بينو بثقة، وإن لم يكن بشكل قاطع بعد، التربتوفان، مما زاد عدد الأحماض الأمينية لبناء البروتين في الكويكب إلى 15 من أصل 20.

قال خوسيه أبونتي، عالم الكيمياء الفلكية في مختبر تحليل البيولوجيا الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: “إن العثور على التربتوفان في كويكب بينو يعد أمرًا كبيرًا، لأن التربتوفان هو أحد الأحماض الأمينية الأكثر تعقيدًا، وحتى الآن لم يتم رؤيته في أي عينة نيزكية أو فضائية”. وشارك في تأليف دراسة عن النتائج التي نشرت يوم الاثنين في مجلة PNAS.

وأضاف أبونتي في رسالة بالبريد الإلكتروني: “إن وجود التربتوفان في كويكب يدعم فكرة أن وصفة الحياة ربما لم تبدأ فقط على الأرض: “إن رؤيته يتشكل بشكل طبيعي في الفضاء يخبرنا أن هذه المكونات كانت قد تم تصنيعها بالفعل في النظام الشمسي المبكر. وهذا من شأنه أن يجعل من السهل على الحياة أن تبدأ”.

قطع بانوراما

بينو، واسم هذا الاسم يشير إلى إله مصري قديم مرتبط بالشمس والخلق والبعث، ويمتد عرضه حوالي ثلث ميل. من المحتمل أن تمثل الصخرة الفضائية قطعة انفصلت عن كويكب أكبر بكثير في وقت ما بين 2 مليار و 700 مليون سنة مضت. ومن المحتمل أنه تشكل في حزام الكويكبات الرئيسي بين المريخ والمشتري، ويعكس تركيبه الكيميائي بدايات النظام الشمسي، الذي يعود تاريخه إلى حوالي 4.5 مليار سنة، بحسب وكالة ناسا.

ويدور الكويكب بالقرب من الأرض منذ حوالي 1.75 مليون سنة. وأظهرت البيانات أنه يمكن أن يضرب كوكبنا في عام 2182، مما قد يؤدي إلى “شتاء عالمي”. يقدر العلماء حاليًا احتمالات الاصطدام بـ 1 من 2700، أو فرصة بنسبة 0.037%.

في الأصل، جاءت المادة التي يتكون منها بينو من المستعرات الأعظم، وهي انفجارات لنجوم قديمة حدثت قبل فترة طويلة من تكوين النظام الشمسي. كانت الحرارة الشديدة للانفجارات بمثابة حدادة، مما أدى إلى طهي العناصر الموجودة في الكويكب، والتي تحملت بعد ذلك المزيد من الحرارة من الاصطدام الذي شكل بينو، وكذلك الإشعاع من الشمس، مما أدى إلى تغيير العناصر الموجودة بداخله. وُجد أيضًا أن بينو يحتوي على الأمونيا، وهي مادة كيميائية يمكن أن تساعد في تكوين جزيئات مثل الأحماض الأمينية، بالإضافة إلى أنواع مختلفة من المعادن، مما يوفر العديد من المكونات الضرورية لإنشاء اللبنات الأساسية للحياة، ولكن ليس الحياة نفسها.

قال أنجيل موجارو، باحث ما بعد الدكتوراه وعالم الكيمياء الجيولوجية العضوية في مختبر تحليل الأحياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا والمؤلف الأول للدراسة الجديدة: “إنها مثل قطع الصور المقطوعة التي لم يتم تجميعها بعد”. “ما يخبرنا به هذا هو أن العديد والعديد من العناصر الأساسية للحياة يمكن إنتاجها بشكل طبيعي داخل الكويكبات أو المذنبات، والعثور على التربتوفان يوسع أبجدية الأحماض الأمينية التي يتم إنتاجها في الفضاء ويمكن تسليمها إلى الأرض”.

تم العثور سابقًا على إجمالي 33 حمضًا أمينيًا على بينو، لكن 14 منها فقط تستخدمها الكائنات الحية على الأرض لبناء البروتينات. سينضم التربتوفان إلى المجموعة الأخيرة. كما أنها تنتمي إلى فئة من الأحماض الأمينية التي يسميها العلماء أساسية، لأن جسم الإنسان لا يستطيع إنتاجها ويجب الحصول عليها من خلال النظام الغذائي.

وأضاف موجارو أن هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات لتأكيد وجود التربتوفان في عينة بينو التي تم تحليلها للدراسة، والتي كانت تزن 50 ملليجرام فقط. ومع ذلك، نظرًا للحالة الأصلية لعينات بينو، فمن المحتمل أن هذا الاكتشاف ليس نتيجة للتلوث الأرضي، وفقًا لجورج كودي، وهو عالم في معهد كارنيجي للعلوم في واشنطن العاصمة. لم يشارك كودي في الدراسة ولكنه عمل على عينات بينو.

وكتب كودي في رسالة بالبريد الإلكتروني: “أعتقد أن هذه الجزيئات مشتقة بشكل شرعي من كويكب بينو”.

من خلال جمع العينة من الكويكب نفسه، لم يضطر الباحثون إلى التعامل مع الضرر الناتج عن دخول الغلاف الجوي، والذي يغير كيمياء الكويكبات التي تهبط على الأرض، مما يجعل بينو “كبسولة زمنية” أكثر موثوقية لتكوين النظام الشمسي المبكر.

قال دانتي لوريتا، أستاذ علوم الكواكب والكيمياء الكونية في جامعة أريزونا، توكسون، وهو أيضًا مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة: “لأن أوزيريس ريكس أعاد هذه العينات إلى حالتها الأصلية، فإننا نرى أخيرًا الأملاح والمعادن والمواد العضوية الهشة التي تفقدها النيازك عند دخولها”.

وأضافت لوريتا: “كان الجسم الأصلي لبينو عالمًا جيولوجيًا غنيًا بأنظمة سائلة متعددة تعمل في أماكن مختلفة وفي أوقات مختلفة، كل منها يقود كيمياءه الخاصة. يحتفظ بينو بمجموعة من الأنظمة الكيميائية المتميزة وتظهر معًا أن الأجسام الصغيرة كانت أنظمة ديناميكية وغنية بالعضوية قبل وقت طويل من ظهور الحياة على الأرض”.

“الحفريات” الجزيئية

وقال كودي إن هذه الورقة تضيف إلى فهم العلماء للجزيئات الضرورية للحياة التي يمكن العثور عليها في المواد خارج كوكب الأرض. وأضاف أنه إذا كانت الكيمياء الطبيعية التي حدثت في فجر نظامنا الشمسي تنتج نفس الجزيئات التي تستخدمها الحياة حاليا، فيجب أن يكون هناك اتصال بينهما.

كان الراحل هارولد موروويتز، أحد رواد الدراسات حول أصول الحياة، يعتقد أن الجزيئات التي تشكل جوهر الكائنات الحية قد تكون “أحافير” جزيئية من بدايات النظام الشمسي، وأوضح كودي أن تحديد التربتوفان والأحماض الأمينية الأخرى لبناء البروتين في عينات بينو يضيف وزنا لهذه الفكرة.

وقالت كيت فريمان، أستاذة جامعة إيفان بوغ في جامعة ولاية بنسلفانيا، في رسالة بالبريد الإلكتروني: إن العثور على التربتوفان في بينو يزيد من التنوع الملحوظ للمركبات التي نعرف الآن أنها يمكن أن تأتي من الفضاء. وأضاف فريمان، الذي لم يشارك في الدراسة: “كانت الكويكبات بمثابة خدمة توصيل البقالة على الأرض في وقت مبكر، حيث قدمت ثروة من الجزيئات لعالمنا قبل الحيوي”.

يسلط البحث الجديد الضوء أيضًا على مدى أهمية بعثات إعادة العينات، وفقًا لسارة راسل، أستاذة علوم الكواكب ورئيسة مجموعة المواد الكوكبية في متحف التاريخ الطبيعي في لندن، والتي لم تشارك في العمل. وأضافت أنه على الرغم من أن العلماء لديهم آلاف الصخور من الفضاء المتوفرة في المختبرات على شكل نيازك، إلا أنهم يحتاجون أيضًا إلى مواد نقية غير ملوثة يتم جلبها إلى الأرض عن طريق البعثات الفضائية من أجل الحصول على الصورة الكاملة.

وأضاف راسل: “إن اكتشاف التربتوفان على وجه الخصوص أمر مثير للدهشة، لأننا لا نرى ذلك في النيازك، ربما لأنه لا ينجو من السقوط عبر الغلاف الجوي للأرض والارتطام بالأرض”.

قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية لـ CNN، قم بإنشاء حساب على CNN.com