Viața pe Terra depinde de un set de 20 de molecule standard, numite aminoacizi, care construiesc proteine ce poartă acțiunile esențiale ale vieții. Dar trebuie ca lucrurile să stea cu necesitate doar așa?
Toate creaturile vii de pe planetă utilizează aceeași colecție de 20 aminoacizi, deși există în natură alte câteva sute disponibile. Așa încât, întrebarea cercetătorilor privind posibilitatea apariției vieții pe baza unui set diferit de aminoacizi nu este deloc întâmplătoare. Mai mult, extensia întrebării este dacă viața ar putea exista oriunde în univers pe baza unei colecții alternative de cărămizi de construcție.
”Viața a utilizat, timp de peste 3 miliarde de ani un set standard de 20 de aminoacizi pentru a construi proteine”, a spus Stephen J. Freeland de la Institutul de Astrobiologie NASA, al Universității Hawaii. ”Devine destul de clar că mulți alți aminoacizi au fost candidați plauzibili, și în ciuda speculațiilor și chiar a suspiciunilor despre ceea ce este viața și ce face, au existat foarte puține căi de testare a ipotezelor”.
Așa încât Freeland și colegul său Gayle K. Philip de la Universitatea Hawaii au implementat un test pentru a încerca să deceleze dacă cei 20 de aminoacizi pe care viața de pe Terra îi utilizează, au fost aleși aleatoriu, sau au fost cei fără de care nu se putea realiza misiunea … apariției vieții.
Aminoacizii sunt molecule construite primar din carbon, hidrogen, oxigen și nitrogen. Acestea sunt asamblate într-o formă și tipare particular pentru a putea forma molecule mai mari numite proteine, care poartă funcțiunile biologice.
”Tehnic există o varietate infinită de aminoacizi”, a spus Freeland pentru Magazinul Astrobiologia. ”În cadrul acestei infinități, se află mult mai mulți aminoacizi (decât cei 20 selectați) care erau disponibili la momentul originii vieții pe Terra, cel puțin din câte cunoaștem la momentul prezent”.
„Technically there is an infinite variety of amino acids,” Freeland told Astrobiology Magazine. „Within that infinity there are lots more than the 20 that were available [when life originated on Earth] as far as we can tell.”
TESTAREA POSIBILITĂȚILOR
Cercetătorii au definit o piscină de aminoacizi candidați din care viața a selectat cei 20 cunoscuți. Ei au început cu aminoacizii care au fost descoperiți în interiorul așa numitului meteorit Murchinson, o rocă spațială ce a căzut în Murchinson, Victoria din Australia, în septembrie 1969.
Roca este considerată a data de la începuturile sistemului nostru solar și pare a fi reprezentarea unei mostre a componenților existenți în sistemul solar și pe Terra, înainte ca viața să își pornească motoarele.
Cercetătorii au utilizat computere pentru a estima proprietățile fundamentale ale celor 20 de aminoacizi pe care viața îi utilizează, proprietăți precum dimensiunea, încărcarea și hidrofilicitatea, extensia prin care moleculele sunt atrase de apă.
”Știm că acestea trei sunt importante pentru modurile în care ele construiesc proteine”, a precizat Freeland.
Freeland și Philip au analizat cazurile în care aceste proprietăți au fost achiziționate ca și acoperire și eficiență în cadrul combinațiilor celor 20 de aminoacizi. Cercetătorii au descoperit că viața pare să nu fi ales aleatoriu cele 20 de blocuri de construcție.
”Am descoperit ca improbabilă acțiunea doar prin șansă pentru selectarea unui set de aminoacizi pentru demararea vieții”, a spus Freeland.
SELECȚIA NATURALĂ
De fapt, cercetătorii cred că viața timpurie de pe Terra a utilizat o versiune a selecției naturale pentru a alege acești aminoacizi. Au fost încercate diverse combinații de alți aminoacizi, dar nu s-au potrivit, sau nici o altă combinație nu a reușit să producă cu succes mai multe progenituri decât acest set.
”Aici am găsit un test foarte simplu care începe să ne arate exact ce se întâmplă”, a spus Freeland. ”Acesta demonstrează cumva ideea selecției naturale inițiale”.
Să răspunzi la întrebarea de ce natura a ales cei 20 de aminoacizi pe care i-a ales este din punctul de vedere al experimentului dificil, a spus Aaron Burton, colaborator în cadrul Programului Post Doctoral al NASA, care lucrează ca astro-chimist la Centrul de zbor spațial Goddard din Greenbelt.
”Deși un număr de experimente au demonstrat că amino acizii nenaturali pot fi încorporați în alfabetul genetic al organismelor, nu va fi niciodată posibil să simulăm perioade de timp evoluționare suficiente pentru a compara cu adevărat alfabetele aminoacizilor”, a spus Burton, care nu a fost implicat în noul studiu. ”Ca rezultat, studii precum cel prezentat de Philip și Freeland oferă perspective interesante și o platformă pentru formularea ipotezelor care pot fi de fapt testate în laborator”.
AMINOACIZII DIN METEORIȚI
În prezent marea cursă este de a găsi direct aminoacizi în alte părți ale sistemului solar. Unele indicii privind abundența lor au fost sugerate de identificarea lor în meteoriți care au ajuns pe Terra din spațiul cosmic, precum și din probele recoltate de misiuni de sondare precum Stardust a NASA, care a adus probe de pe cometa Wild, în 2004.
”Toate datele indică faptul că vom găsi aminoacizi oriunde în galaxia noastră”, a spus Freeland. ”Ei sunt aparent blocurile de construcție ale vieții. Iar ceea ce am găsit sugerează un anumit nivel de predictibilitate în modul în care lucrurile s-au derulat”.
Întrebarea privind viața iscată din cutia cu unelte ale aminoacizilor este interesantă nu doar pentru a surprinde originea vieții de pe Terra, ci și pentru a ne lămuri unde și cum poate exista viață pe alte planete și ce forme poate lua. Cercetătorii sunt în particular curioși cum un set diferit de blocuri de construcție ar putea genera rezultate cu caracteristici diferite în viața pe care o creează.
”Aceasta este cea mai mare întrebare dintre toate”, a spus Freeland. ”Încercăm să găsit o cale de a afla ce efect ar avea asupra proteinelor create, modificarea setului de aminoacizi ca și blocuri de construcție a vieții. Deși este cea mai interesantă întrebare care ar putea fi pusă, nimeni nu poate răspunde.”
Philip și Freeland au raportat descoperirile lor într-un studiu publicat pe 19 aprilie în jurnalul Astrobiologia. Povestea a fost oferită de către Magazinul Astrobiologia, o publicație digitală sponsorizată prin programul de astrobiologie al NASA.
Sursa: Space.com
Crișan Petru Ciprian
