Hyppää sisältöön

Lisää todisteita elämän alkuperästä: meteoriiteista löytyvät kaikki DNA:n vaatimat emäkset

Kukaan ei voi vannoa tietävänsä, miten maapallolle syntyi elämää. Tuore tutkimus antaa kuitenkin lisäpainoa käsitykselle, jonka mukaan ensimmäisten elollisten rakennuspalikat tulivat meteoriittien mukana.

Australiaan vuonna 1969 pudonnut hiilipitoinen kivimeteoriitti on yksi tuoreessa tutkimuksessa analysoiduista murikoista. Murchisonin metoriitti on nykyisin näytteillä Abu Dhabin luonnonhistoriallisessa museossa Arabiemiraateissa. Kuva: Ali Haider / EPA

Mistä maapallolla kuhisevan monimuotoisen elämän alkuainekset ovat peräisin? Avaruudesta, vastaa tuore japanilais-yhdysvaltalainen tutkimus entistäkin painokkaammin.

Elämän syntyminen elottoman eli prebioottisen kemian seurauksena on suuri arvoitus, jonka perimmäistä vastausta ei ehkä koskaan pystytä kiistatta selvittämään. Osavastauksia kuitenkin saadaan tutkimus tutkimukselta.

Joidenkin tutkijoiden mielestä elämä virisi nuoren Maan kuumassa alkusopassa omin päin. Toiset kuitenkin pitävät paljon todennäköisempänä, että ratkaisevat peruspalikat tulivat meteoriittien ja komeettojen mukana.

Jotta elämä olisi voinut saada alkunsa avaruuden aineksista, niiden joukossa täytyi olla nukleoemäksiä, DNA:n ja RNA:n perusyksiköitä. Meteoriittinäytteiden tutkimuksissa viidestä emäksestä on kuitenkin jäänyt aina uupumaan kaksi.

Hokkaidon yliopiston johtamassa tutkimuksessa ongelma ratkesi. Tutkijoita aiemmin pakoilleet emäkset löytyivät, kun kolmen meteoriitin näytteitä käsiteltiin erityisen hellällä menetelmällä ja rakenne analysoitiin tarkalla nykytekniikalla.

C ja T löytyivät

Simulaatioiden perusteella oli jo tultu siihen tulokseen, että kaikkia DNA:n ja RNA:n vaatimia emäsosia syntyi avaruudessa kimpoilleista materiaaleista valokemiallisissa reaktioissa ennen kuin aurinkokuntaamme olikaan.

Tuoreessa tutkimuksessa meteoriiteista saatiin vihdoin havainto myös rakenteeltaan herkimmistä emäksistä eli sytosiinista ja tymiinistä. Aiemmat tutkimusmenetelmät kuumine happoineen lienevät olleet niille liian rajuja.

Nature Communications (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä julkaistun tutkimuksen hiilipitoiset meteoriitit putosivat Kentuckyyn Yhdysvaltoihin vuonna 1950, Victoriaan Australiaan vuonna 1969, ja Brittiläiseen Kolumbiaan Kanadaan vuonna 2000.

Ne ovat todennäköisesti peräisin aurinkokunnan syntyajoilta.

DNA:n pitkä tarina on kirjoitettu neljällä aakkosella. A on adeniini, T on tymiini, C on sytosiini ja G on guaniini. RNA:ssa T:n tilalla on U, urasiili. Kuva: Martin Shields / Alamy / AOP

– Nyt meillä on näyttöä siitä, että maapallolla oli nukleoemästen täydellinen setti siinä vaiheessa, kun tänne tiedetään alkaneen syntyä elämää, sanoo tutkimukseen osallistunut Yhdysvaltain avaruushallinnon Nasan (siirryt toiseen palveluun) astrobiologi Danny Glavin.

Maapallon lapsuus oli elämälle mahdotonta aikaa; planeettamme asteroidipommitus oli liian hurjaa. Elämää kuitenkin alkoi versoa aiemmin kuin tähän saakka on oletettu, päättelee Science Advances (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä viime kuussa julkaistu kansainvälinen tutkimus.

Lontoon UCL-yliopiston (siirryt toiseen palveluun) johtamassa tutkimuksessa analysoitiin Quebeckista Kanadasta löydetty nyrkin kokoinen kivi, jonka pinnan kuviot eivät tutkijoiden mukaan ole satunnaisten kemiallisten reaktioiden tuotetta vaan biologista alkuperää, bakteerien jättämiä.

Kiveen mineralisoituneiden kemiallisten sivutuotteiden perusteella bakteerit saivat energiaa monella tavalla: raudasta, rikistä ja mahdollisesti myös hiilidioksidista ja eräänlaisen aikansa hapettoman fotosynteesin avulla.

Maapallolla oli siis monimuotoista mikrobielämää viimeistään 3,75 miljardia ja ehkä jo 4,28 miljardia vuotta sitten, tutkimus summaa. Tiedeyhteisö vielä pureskelee päätelmää, joka aikaistaisi käsityksen elämän synnystä jopa vain 300 miljoonan vuoden päähän planeettamme muodostumisesta.

Miljardeja vuosia sitten näiden quebicilaiskiven fossiilien tilalla kuhisi odottamattoman varhaisia mikrobeja, jotka asuivat merenpohjassa lähellä hydrotermisiä aukkoja, tutkimuksessa päätellään. Kuva: D. Papineau

Ryugu on täynnä elämän rakennusaineita

Vielä japanilais-yhdysvaltalaisen tutkimuksen meteoriittejakin koskemattomamman viestin aurinkokunnan aikojen alusta saivat mikroskooppiensa alle japanilaistutkijat, jotka vastikään esittelivät tuloksiaan (siirryt toiseen palveluun) kuu- ja planeettatutkimuskonferenssissa Texasissa.

Asteroideista lohjenneiden meteoriittien matka Maan ilmakehän läpi ja kosketus maanpinnan kanssa jättää niihin merkkinsä, mutta Ryugu-asteroidin näyte kaapattiin avaruudessa kiertolaisesta itsestään. Japanin avaruushallinnon Jaxan Hayabusa2-luotain toi näytteen Maahan puolitoista vuotta sitten.

Myös Ryugy on hiilipitoinen asteroidi, joten tutkijat tiesivät siitä löytyvän orgaanisia yhdisteitä. Ne ovat säilyneet vuosimiljardien takaisessa koskemattomassa kunnossaan.

Ryugusta löytyikin jopa enemmän hiiltä, vetyä ja typpeä kuin meteoreina Maahan päätyneistä asteroidinpalasista. Lisäksi analyysit paljastivat yli kymmenen eri aminohappotyyppiä eli proteiinien rakennusainetta.

– Nämä prebioottiset orgaaniset molekyylit voivat levitä kaikkialle aurinkokuntaan, mahdollisesti planeettojen välisenä pölynä esimerkiksi törmäysten seurauksena. Jos leviäminen on niin helppoa kuin todisteet tuntuvat osoittavan, se voi selittää elämän syntyä Maassa, sanoo tutkimusta johtanut Kyushun yliopiston planeettatutkimuksen professori Hiroshi Naraoka.

Hyrrän tavoin pyörivä Ryugu osoittautui ylhäältä ja alhaalta kapeaksi ja keskeltä pulleaksi. Kuva: ISAS / Jaxa

Ryugua luultiin kiinteäksi kivenmurikaksi, mutta läheltä kuvattuna se osoittautuikin irtokivikasaksi, jota painovoima pitää koossa. Muodoltaan kasa on kuin hyrrä, ilmeisesti nopean pyörimisensä muokkaama.

Orgaanisten yhdisteiden määrä puolestaan todistaa, ettei Ryugu olekaan kahden ison asteroidin törmäyksessä lohjennut kimpale, sanovat toisen tuoreen japanilaistutkimuksen tekijät.

He esittävät artikkelissaan The Astrophysical Journal Letters (siirryt toiseen palveluun) -lehdessä, että Ruygu on aikoinaan ollut komeetta. Kun jää on sulanut ja sulavesi haihtunut, jäljelle on jäänyt CATiksi kutsuttu komeetan ja asteroidin välimuoto.

CATiksi he päättelevät myös Bennun, jolta Nasan OSIRIS-REx-luotain on parhaillaan tuomassa nappaamaansa näytettä.

– Koska CATeilla on yhteistä sekä komeettojen että asteroidien kanssa, ne voivat tarjota uudenlaisia näkökulmia aurinkokuntaamme, sanoo tutkimusryhmää johtanut Nagoyan yliopiston (siirryt toiseen palveluun) planeettatutkimuksen apulaisprofessori Hitoshi Miura.

Lue myös:

Korjattu 5.5. klo 6.40: Ensimmäisessä väliotsikossa S-kirjain C:ksi ja DNA-sekvenssin kuvatekstin A oikeaan muotoon eli adeniiniksi

.
.