Meteoryty i witamina B3

0

Naukowcy z  Pennsylvania State University przeprowadzili badania grupy chondrytów węglistych, skupiając się na zawartej w nich witaminie B3.

Pewne istotne składniki, niektóre z nich niezbędne dla życia na Ziemi, mogą mieć pochodzenie pozaziemskie. Najlepszym przykładem jest woda. Według niektórych hipotez  na naszą planetę przyniosły ją obiekty z dalszych części Układu Słonecznego. Wiele związków organicznych, które mogły brać udział w pierwszych reakcjach „syntezy życia”, dostarczanych jest przez meteoryty. Przykładowo cała kolekcja aminokwasów: kwas glutaminowy, alanina, glicyna, treonina, dodatkowo aromatyczne związki organiczne: puryna i pirymidyna. Na liście znajduje się także kolejny związek chemiczny, czyli witamina B3 (niacyna).

Niacyna jest pochodną pirydyny (strukturalnie podobnej do pirymidyny), której związki już wcześniej odnajdywane były w meteorytach. Na dodatek już w 2001 roku, w meteorycie z Tagish Lake wykryto witaminę B3.

Dlaczego więc praca naukowców jest ważna?

Chemicy w Astrobiology Analytical Laboratory imienia Goddarda przyjrzeli się próbkom z ośmiu różnych chondrytów. Poziom witaminy B3 jak i pirydynowych kwasów karboksylowych różniła się w zależności od macierzystego meteorytu. Dla niacyny było to od 30 do 600 części na miliard. Należało znaleźć przyczynę tych różnic.

Wzór okazał się stosunkowo prosty: mniej witaminy B3 występowało we fragmentach asteroid, na których częściej pojawiała się woda w stanie ciekłym. Z tego wniosku wynika kolejny, poddany analizie laboratoryjnej: witamina B3 jak i pirydynowe kwasy karboksylowe mogą być syntetyzowane na ziarnach lodu.

Witamina B3 mogłaby być wynikiem skażenia. W przypadku badanych próbek najprawdopodobniej nie jest. Wskazują na to dwie przesłanki, pierwszą z nich są wspomniane już wcześniej różnice w stężeniu niacyny i pochodnych substancji w meteorytach w zależności od ilości wody w ich wnętrzu. Skąd wiemy, że była tam w stanie ciekłym?

Bardzo silne promieniowanie kosmiczne, pochodzące z eksplodujących gwiazd i czarnych dziur, prowadzi do reakcji chemicznych w materiale komet i asteroidów. W trakcie tych reakcji wytwarzane są związki organiczne a zarazem molekuły istotne dla życia opartego na ziemskiej biochemii.

Na typ związków chemicznych znajdowanych w meteorytach mają także wpływ radioaktywne pierwiastki. Jeśli ich stężenie jest duże, mogą wytwarzać ciepło, które pozwala na utrzymanie wody w stanie ciekłym. W ten sposób możliwe są kolejne reakcje chemiczne i powstają różne minerały, które w warunkach bezwodnych nie miałyby prawa bytu. Określając stężenie tych minerałów we wnętrzu meteorytu, można określić czy zawarta w nim była ciekła woda a nawet przez jaki czas znajdowała się w tym stanie skupienia (niektóre minerały i związki chemiczne potrzebują ciągłej dostępności ciekłej wody przez długi czas).

To wciąż za mało, ponieważ nie jesteśmy jeszcze pewni w jakich stężeniach wytwarzana jest witamina B3 na ziarnach lodu. Właśnie na tej kwestii skupili się aktualnie badacze.

Drugą przesłanką, wskazującą na brak udziału ziemskiego życia w produkcji witaminy B3 są występujące w meteorytach jej izomery, które różnią się rozmieszczeniem wiązań w strukturze cząstki (atomy pozostają takie same). Życie wykorzystuje ograniczoną liczbę możliwych struktur danej cząstki, a w procesach abiotycznych nie istnieje taki wymóg: pojawia się wiele „wersji” cząstki z danego „zestawu”. (Niacyna składa się z pierścienia pirydynowego do którego na trzeciej pozycji dołączona jest grupa karboksylowa COOH.  Może ona zostać przyłączona w różnych miejscach pierścienia tworząc różne izomery).

Wiemy więc, że witamina B3 może powstawać w przestrzeni kosmicznej i jej zawartość w meteorytach jest skorelowana z występowaniem ciekłej wody. Dalsze badania dotyczyć będą procesu formowania się cząstek niacyny na ziarnach lodu, co przeprowadzone zostanie w ziemskim laboratorium.

Całe odkrycie nie należy do kategorii „sensacyjnych wieści”. Nawet uwzględniając prawdopodobieństwo dostarczenia witaminy B3 i innych istotnych związków organicznych dla życia z przestrzeni kosmicznej.

Jej istotność wynika z innego faktu: określenie minimalnych wymagań na powstanie życia jest zadaniem znacznie wybiegającym poza kilka dziedzin nauki i specjalizacji. Poczynając od warunków fizycznych na danej planecie a kończąc na dostępie do materiałów organicznych – wiele czynników najprawdopodobniej wzięło udział w tworzeniu i oddziaływaniu na życie na Ziemi. Badanie meteorytów, planetoid i komet może nam powiedzieć bardzo wiele o początkach, ponieważ są one „posłańcami” z czasów formowania się Układu Słonecznego.

Źródło: NASA

ZDJĘCIE: Osad z badań laboratoryjnych nad powstawaniem witaminy B3 w warunkach przestrzeni międzygwiezdnej. (Image Credit: Karen Smith)

Share.

Comments are closed.