תגלית מונומנטלית הוכרזה על ידי מדעני נאס”א, שחשפה את נוכחותו של טריפטופן, חומצת אמינו חיונית, בדגימות טהורות שנאספו מהאסטרואיד בננו. הזיהוי, שנעשה מחומר שהובא לכדור הארץ על ידי משימת OSIRIS-REx, מייצג אבן דרך באסטרוביולוגיה ומחזק באופן משמעותי את התיאוריה לפיה אבני הבניין של החיים הועברו לכוכב הלכת שלנו על ידי גרמי שמים לפני מיליארדי שנים.
טריפטופן הוא מולקולה בסיסית לביולוגיה יבשתית, המשמשת את גוף האדם לייצור חלבונים וחומרים חיוניים כמו סרוטונין, נוירוטרנסמיטר המווסת את מצב הרוח, ומלטונין, ההורמון שאחראי לשליטה במחזורי השינה. גילויו בסביבה מחוץ לכדור הארץ, שנשמר בתנאי החלל, מציע צוהר חסר תקדים לכימיה שקדמה לחיים על פני כדור הארץ.
הניתוח נערך על ידי צוות בראשות הגיאוכימאי אנחל מוג’רו, ממרכז טיסות החלל גודארד של נאס”א, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת אריזונה. ממצא זה הוא תוצאה של שנים של תכנון וביצוע מוצלח של משימת OSIRIS-REx, שהשיגה את ההישג של איסוף והחזרת חומר מאסטרואיד מבלי שהוא ישונה על ידי כניסה לאטמוספירה של כדור הארץ.
פרטים על הגילוי חסר התקדים
הזיהוי של טריפטופן בולט בעיקר בגלל שהוא מולקולה אורגנית שבירה ביותר. הוא מתכלה בקלות כאשר הוא נחשף לטמפרטורות גבוהות, וזו הסיבה שהוא מעולם לא זוהה במטאוריטים הנופלים לכדור הארץ. חיכוך עם האטמוספירה במהלך הסתיו מחמם את סלעי החלל הללו לאלפי מעלות, והורס תרכובות עדינות כמו חומצת אמינו זו.
הודות לשיטת האיסוף וההחזרה של משימת OSIRIS-REx, הדגימות של בנו נשמרו בסביבה מבוקרת ומוגנת. הגילוי היה אפשרי באמצעות טכניקות אנליטיות בעלות דיוק גבוה במעבדות על פני כדור הארץ, שאפשרו לזהות את המולקולה ללא הפרעה של זיהום יבשתי ואישר את מקורה מחוץ לכדור הארץ.
מה עוד נמצא על בנו
האסטרואיד Bennu התברר כאוצר אמיתי של תרכובות אורגניות. בנוסף לטריפטופן, החוקרים אישרו את נוכחותן של 14 חומצות אמינו אחרות שדווחו בעבר, ובאופן משמעותי אף יותר, מצאו את חמשת הנוקלאובסים המרכיבים את ה-DNA וה-RNA: אדנין, גואנין, ציטוזין, תימין ואורציל. מולקולות אלו הן המרכיבים הבסיסיים של הקוד הגנטי של כל החיים הידועים, ונוכחותן על בנו מרחיבה את מלאי המרכיבים הפרה-ביוטיים הזמינים במערכת השמש המוקדמת. המגוון הכימי, הכולל גם תרכובות לא ביולוגיות, מחזק את הרעיון שלאסטרואיד ולגוף ההורים שלו הייתה בעבר סביבה עשירה במים נוזליים, מה שאפשר להתרחש תגובות מורכבות שהולידו מגוון זה של מולקולות.
החשיבות של טריפטופן לביולוגיה
עבור חיים על פני כדור הארץ, טריפטופן מסווג כחומצת אמינו חיונית, כלומר לא ניתן לייצר אותו על ידי גוף האדם ויש להשיגו דרך מזון. תפקידו העיקרי הוא לשמש כאבן בניין לסינתזה של חלבונים, המבצעים מגוון רחב של משימות בתוך תאים, החל מבניית רקמות ועד לזרז תגובות מטבוליות. בנוסף, טריפטופן משמש כמבשר לייצור מולקולות מיוחדות בעלות פונקציות קריטיות. הידוע ביותר הוא סרוטונין, נוירוטרנסמיטר הממלא תפקיד מרכזי בוויסות מצב הרוח, התיאבון והשינה. מולקולה נוספת שמקורה בטריפטופן היא מלטונין, ההורמון השולט בשעון הביולוגי שלנו, או במחזור הצירקדי. נוכחותו בבנו מוכיחה כי מולקולות בעלות מורכבות גבוהה ורלוונטיות ביולוגית יכולות להיווצר בסביבות שאינן חיות.
כיצד משימת OSIRIS-REx שימרה דוגמאות
הצלחת הגילוי טמונה כולה בהנדסה וביצוע של משימת OSIRIS-REx. החללית, שהושקה ב-2016, נסעה במשך יותר משנתיים עד שהגיעה לאסטרואיד בנו, שם בילתה כמעט שנתיים במיפוי פני השטח שלה בפירוט לפני שאספה אותה. באוקטובר 2020, הגשושית ביצעה את תמרון ה-“Touch-And-Go” (TAG), הרחיבה זרוע רובוטית לגעת במשטח האסטרואיד למשך מספר שניות ושחררה סילון חנקן, שהרים אבק וסלעים קטנים לתוך תא איסוף. שיטה חדשנית זו הבטיחה שהחומר שנאסף יהיה טהור ככל האפשר. הקפסולה המכילה את הדגימות נסגרה לאחר מכן הרמטית לנסיעה חזרה. בספטמבר 2023 התנתקה הקפסולה מהחללית הראשית וביצעה כניסה מבוקרת מחדש לאטמוספירה של כדור הארץ, מוגנת על ידי מגן חום מתקדם שמנע מחום קיצוני לפגוע בתכולתה. על ידי הימנעות משריפה אטמוספרית המשמידה מטאוריטים, המשימה העבירה למדענים חלק ממערכת השמש המוקדמת במצבה המקורי.
השלכות על החיפוש אחר חיים מחוץ לכדור הארץ
לגילוי הזה יש השלכות עמוקות על אסטרוביולוגיה. הוא מספק כמה מהראיות החזקות ביותר עד כה להשערה של פנספרמיה, או אקסוגנזה, הגורסת שייתכן שהחיים על פני כדור הארץ נזרעו במרכיבים חיוניים מהחלל. במהלך התקופה המכונה “ההפצצה המאוחרת האינטנסיבית”, לפני כ-4 מיליארד שנים, כדור הארץ נפגע בצורה מאסיבית מאסטרואידים ושביטים. אם גופים כמו בנו, העשירים במים ובתרכובות אורגניות מורכבות, היו נפוצים, הרי שהכוכב המוקדם קיבל אספקה מתמדת של חומרי גלם למקור החיים.
יחד עם זאת, הממצא משמש הערת זהירות לחיפוש אחר חיים בעולמות אחרים, כמו מאדים. נוכחותן של מולקולות אורגניות מורכבות לבדה אינה הוכחה מוחלטת לפעילות ביולוגית. הטבע הוכיח, באמצעות בנו, שהוא מסוגל לסנתז את התרכובות הללו בסביבות אביוטיות. לכן, מדענים יזדקקו למספר שורות של ראיות כדי להבחין בין כימיה פרה-ביוטית לבין חתימות ביולוגיות אמיתיות במשימות חקירה פלנטריות עתידיות.
הרכב מגוון של האסטרואיד
ניתוח מפורט של דגימותיו של בנו אישר שהאסטרואיד הוא “פער”, גוף שמימי שנוצר מהצטברות של שברי סלע עם מקורות והיסטוריות שונות. מאפיין זה הופך אותו לארכיון גיאולוגי של מערכת השמש הקדומה, המכיל חלקים של גוף הורה אחד או יותר שנהרסו לפני זמן רב.
מדענים הבחינו בשינויים משמעותיים בהרכב המינרלוגי והכימי בין דגנים שונים בדגימה. חלקים מסוימים מראים עדות ברורה לכך ששונו על ידי מים נוזליים בעבר הרחוק, תהליך שאולי הקל על היווצרות של מולקולות אורגניות מורכבות. נראה שלחלקים אחרים יש הרכב פרימיטיבי יותר, המשמר תיעוד כימי ישן עוד יותר. הטרוגניות זו מצביעה על כך שתהליכים מרובים, המתרחשים במקומות ובזמנים שונים, תרמו למגוון המולקולרי שנמצא על האסטרואיד.
השלבים הבאים של המחקר
גילוי הטריפטופן בבנו הוא רק תחילתו של מסע ארוך של ניתוח. צוות המחקר מתכנן כעת לבצע מחקרים נוספים כדי לאמת ולהעמיק את ההבנה של מקור המולקולה. בין הטכניקות לשימוש הן ניתוח של הרכב אננטיומרי ואיזוטופי. הראשון יבקש לקבוע את ה”כיראליות” או ה”ידיות” של חומצת האמינו, שכן החיים על פני כדור הארץ מפגינים העדפה חזקה לחומצות אמינו “שמאליות”. מציאת שילוב של צורות “יד שמאל” ו”ימנית” תהיה אינדיקציה חזקה למקורו הלא-ביולוגי, מחוץ לכדור הארץ. ניתוח איזוטופי, בתורו, ימדוד את הפרופורציות של איזוטופים שונים של יסודות כמו פחמן ומימן, שיכולים לספק חתימה ברורה להבדיל בין חומר יבשתי לחוצן. המשך המחקר של דגימות בנו, יחד עם משימות עתידיות להחזרת דגימות מאסטרואידים אחרים, נחשב חיוני לגילוי סודות הכימיה שהולידה חיים במערכת השמש.
