Vesmírne semä

Táto strohá veta v sebe ukrýva jedno fascinujúce posolstvo. A aby bolo každému jasné aké, Jamie ešte dodala: „Náš objav podporuje teóriu, že niektoré z pozemských molekúl života vznikli mimo našej planéty a na Zem boli dopravené nárazmi komét a meteoritov už veľmi dávno.“

Z hľadiska možnej existencie (pozemskej formy) mimozemského života má tento objav naozaj zásadný význam. Hovorí však ešte čosi viac – ak totiž môžu pre život nevyhnutné zlúčeniny existovať na kométe, prečo by sa nemohli nachádzať aj na iných vesmírnych telesách? A prečo by práve ich chemický náklad nemohol byť vesmírnym semenom, ktoré „oplodnilo“ našu planétu a „zasialo“ tak do nej svoj životodarný zárodok?

.kométa
Zem je dnes miestom pre život vcelku príjemným, ale nebolo to vždy tak. Naša planéta vznikla „krátko“ po zrode Slnka (čiže po niekoľkých desiatkach miliónov rokov) a spočiatku bola absolútne nehostinným svetom, no hotovým peklom. Žiadna atmosféra, žiadna voda, neustále bombardovaná menšími telesami z okolitého medziplanetárneho priestoru a k tomu ešte treba prirátať smrtiace žiarenie z rozpadu rádioaktívnych prvkov. 

Časom sa to, samozrejme, menilo. Zem postupne vyzbierala nečistoty z okolia svojej dráhy,  bombardovanie pomaly ustávalo a povrch Zeme sa ochladzoval. Lenže voda v kvapalnom stave a atmosféra stále chýbali. Kde sa teda vzali? 

To sa presne nevie, ale existujú hypotézy, že ju na Zem dopravili práve kométy zo vzdialenejších končín slnečnej sústavy, kde v zamrznutom stave zotrvala a nevyparila sa. Myšlienku, že jadrá komét sú veľkými konglomerátmi ľadu a prachu – akýmisi obrovskými špinavými snehovými guľami – vyslovil ako prvý astronóm Fred Whipple v roku 1950. V tomto prípade však pod pojmom ľad nechápeme iba zamrznutú vodu, ale aj stuhnutý amoniak a oxid uhličitý.

Pri dopade takýchto vesmírnych snehových gulí na povrch Zeme sa planéta obohacovala o uhlík, síru, metán a oxid uhličitý. Dostatočná gravitácia Zeme a striedanie dňa a noci pravdepodobne dopomohli k tomu, že únik vodnej pary do vesmíru sa spomaľoval. Za pomoci vytvárajúcej sa atmosféry Zeme vznikal skleníkový efekt ako ochranný štít pred únikom tepla a pred devastujúcim kozmickým žiarením. Tekutá voda a prijateľná teplota následne vytvorili optimálne prostredie na syntézu prvých molekúl biopolymérov – bielkovín a nukleových kyselín.

Ale odkiaľ sa vzali organické zlúčeniny ako stavebné kamene potrebné na ich syntézu? Pochádzajú aj ony z komét? Aby astronómovia zistili, čo všetko sa z hľadiska chemického zloženia v kométe nachádza, používajú takzvanú spektroskopiu. Ide v podstate o optický rozklad odrazeného slnečného svetla letiaceho od kométy na Zem. V tomto rozklade čiže spektre je zašifrovaná informácia práve o chemickom zložení kométy. Je to niečo ako čiarový kód na tovare, v ktorom je obsiahnutá informácia o cene a dátume výroby. 

A práve  takto nepriamo a na diaľku sa ukázalo, že kométy sú vcelku slušne zásobené chemické sklady, v ktorých sú bohato zastúpené rôzne (an)organické molekuly. Pričom v kontexte vzniku života na Zemi sú dôležité hlavne (kyano)vodík, metán, amoniak, voda, metylamín a glykolaldehyd, ako aj prvky uhlík, síra, sodík, draslík, vápnik, mangán, železo a nikel. Nuž a práve objav organických zlúčenín v kométach bol prekvapením a následne aj kľúčovým impulzom na naštartovanie detailnejšieho výskumu.

.glycín
Vo februári roku 1999 vyslala NASA medziplanetárnu sondu Stardust (Hviezdny prach) ku kométe 81P/Wild 2. Nebola to však len taká obyčajná misia s priblížením sa k vesmírnemu telesu, pár obligátnymi zábermi a dosť. Naopak, jej ambicióznym cieľom bolo, okrem iného, fyzicky získať a odoslať na Zem vzorky materiálu z chvosta kométy. 

Päť rokov po štarte sonda konečne preletela vrstvou hustého plynu a prachu kométy obopínajúcej jej ľadové jadro. A práve počas kometárneho preletu sonda zachytila žiadaný kozmický materiál. Jej kľúčovou časťou bolo návratové puzdro s dvoma zberačmi prachových častíc. Oba zberače obsahovali tuhú penu zo špeciálneho materiálu nazývanú aerogél. Táto ľahučká bledomodrá špongia na kremíkovej báze, pripomínajúca „zamrznutý“ dym s obsahom až 99.8 % vzduchu, dokázala zachytiť prachové častice bez toho, aby  sa tieto zrniečka pri náraze zničili. 

O ďalšie dva roky kapsula s cennými vzorkami pristála na padáku v púštnej oblasti  HYPERLINK "http://sk.wikipedia.org/wiki/Utah"Utahu. Odvtedy sú vedci zaneprázdnení analýzou získaného plynu a prachu z kométy 81P/ HYPERLINK "http://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Kométa_Wild_2&action=edit&redlink=1"Wild 2. Hneď prvé výsledky boli prekvapivé a vzrušujúce zároveň, naznačovali totiž prítomnosť najjednoduchšej biogénnej aminokyseliny – glycínu. Ten sa, samozrejme, nachádza aj na Zemi a bolo teda nutné definitívne potvrdiť (alebo vyvrátiť) jeho mimozemský pôvod. 

Prvý výskumný tím síce úspešný nebol, ale nakoniec sa to podarilo práve Jamie Elsile s využitím izotopovej analýzy. O čo ide? Izotopy sú atómy toho istého prvku, líšia sa však počtom častíc v jadre, a teda aj celkovou hmotnosťou. Napríklad uhlík 12C obsahuje vo svojom jadre rovnaký počet protónov a neutrónov (po šesť) a reprezentuje najčastejšiu formu tohto prvku na Zemi. Na rozdiel od svojho izotopu uhlíka 13C, ktorého je podstatne menej a zároveň je ťažší, pretože má o jeden neutrón v jadre viac. Nuž a glycín získaný z kométy 81P/Wild 2 obsahuje oveľa viac izotopu uhlíka 13C, než glycín pozemského pôvodu. Čiže je takmer isté, že Stardust zachytil a poslal na Zem skutočne „hviezdnu“ aminokyselinu! A to je prevratný objav.

.život
Skúsme si totiž predstaviť nasledovný scenár. V Slnečnej sústave obieha obrovské množstvo komét, pričom ich časť nesie malé organické molekuly vrátane jednoduchých aminokyselín. Tie vznikli priamo v nich z karbonylových zlúčenín, amoniaku a kyanovodíka v prítomnosti vody (tzv. Streckerovou syntézou) a následne prežili cestu nehostinným medziplanetárnym prostredím ukryté pod povrchom, a tým chránené pred ničivým kozmickým žiarením. 

Mnohým z týchto komét skrížila cestu Zem a teleso pri náraze „vyložilo“ svoj chemický náklad na našej planéte. Predpokladá sa, že tým spôsobom boli zhruba pred 4 miliardami rokov dopravené na Zem ročne tony organického uhlíka. A to práve „krátko“ pred tým, než na našej planéte vznikol život. Náhoda? Určite nie. 

Je totiž úplne zrejmé, že čím vyšší bol obsah kľúčových organických zlúčenín v dopadnutom extraterestriálnom materiáli, tým vyššia je pravdepodobnosť, že práve on hral strategickú úlohu pri vzniku života na Zemi. Isteže, na našej planéte mohla paralelne prebiehať (a asi aj prebiehala) pozemská syntéza rovnakých molekúl. Nakoniec, „vulkanické“ Millerove experimenty produkujúce rôzne aminokyseliny zo zmesi vodíka, metánu a vody vystavenej elektrickému výboju sú legendárne známe. Ale dnes sa zdá, že vesmírne bombardovanie prehistorickej Zeme „doručilo“ na našu planétu množstvo organickej hmoty minimálne porovnateľné s inými zdrojmi. A tak vyvstáva tá fascinujúca otázka: zasiali pozemský život (aj) kométy?