כמה מהשאלות הדחופות ביותר של המדע כרוכות במקורות החיים על כדור הארץ. כיצד נוצרו צורות החיים הראשונות מהתנאים העוינים לכאורה שהטרידו את כדור הארץ שלנו במשך חלק ניכר מההיסטוריה שלו? מה איפשר את הקפיצה מאורגניזמים פשוטים ותאיים לאורגניזמים מורכבים יותר המורכבים מתאים רבים העובדים יחד למטבוליזם, הנשמה והתרבות? בסביבה כל כך לא מוכרת, איך בכלל ניתן להפריד בין "חיים" לבין אי-חיים מלכתחילה?
כעת, מדענים מאוניברסיטת הוואי במנואה מאמינים כי יתכן שיש להם תשובה לפחות לאחת השאלות הללו. לדברי הצוות, אבן בניין תאית חיונית המכונה גליצרול עשויה לנבוע תחילה באמצעות תגובות כימיות בעומק החלל הבין-כוכבי.
גליצרול הוא מולקולה אורגנית שנמצאת בקרומי התא של כל היצורים החיים. בתאים של בעלי חיים ממברנה זו צורה של דו שכבה דו-פוספוליפדית, ממברנה שכבה כפולה שמכניסה חומצות שומן דוחה מים בין יריעות חיצוניות ופנימיות של מולקולות מסיסות במים. ממברנה מסוג זה מאפשרת לסביבה המימית הפנימית של התא להישאר נפרדת ומוגנת מעולמה החיצוני, המימי באופן דומה. גליצרול הוא מרכיב חיוני בכל פוספוליפיד מכיוון שהוא מהווה את עמוד השדרה בין שני החלקים האופייניים למולקולה: ראש קוטב, מסיס במים, וזנב שומני שאינו קוטבי.
מדענים רבים מאמינים כי ממברנות תאים כמו אלה היו תנאי הכרחי להתפתחות החיים הרב-תאיים בכדור הארץ; עם זאת, המבנה המורכב שלהם דורש סביבה מאוד ספציפית - כלומר, מלחים דלי סידן ומגנזיום עם pH נייטרלי למדי וטמפרטורה יציבה. קשה היה להשיג תנאים מאוזנים בזהירות על כדור הארץ הפרהיסטורי.
גופים קפואים שנולדו במרחב הבין-כוכבי מציעים תרחיש חלופי. מדענים כבר גילו מולקולות אורגניות כמו חומצות אמינו ומבשרי שומנים במטאוריט מורצ'יסון שנחת באוסטרליה בשנת 1969. למרות שהרעיון נותר במחלוקת, יתכן שניתן היה להביא את הגלצרול לכדור הארץ באופן דומה.
מטאורים נוצרים בדרך כלל מפירורי חומר זעירים בעננים מולקולריים קרים, אזורים של מימן גזי ואבק בין כוכבים המשמשים מקום הולדתם של כוכבים ומערכות פלנטאריות. כאשר הם עוברים בענן, גרגרים אלו צוברים שכבות של מים קפואים, מתנול, פחמן דו חמצני ופחמן חד חמצני. עם הזמן קרינה אולטרה סגולה אנרגטית גבוהה וקרניים קוסמיות מפציצים את השברים הקפואים וגורמים לתגובות כימיות המעשירות את ליבותיהם הקפואות בתרכובות אורגניות. מאוחר יותר, ככל שנוצרים כוכבים וחומר הסביבה נופל למסלול סביבם, הקיקים והמולקולות האורגניות שהם מכילים משולבים בגופים סלעיים גדולים יותר כמו מטאורים. המטאורים יכולים אז להתנגש בכוכבי לכת כמו שלנו, ובאופן פוטנציאלי לזרוע אותם באבני בניין של חיים.
על מנת לבחון האם נוצר גליצרול באמצעות קרינה אנרגטית גבוהה שמפגיז בדרך כלל גרגרי קרח בין-כוכביים, הצוות באוניברסיטת הוואי עיצב מטאוריטים משלהם: חתיכות קטנות של מתנול קפוא מקורר ל -5 מעלות קלווין. לאחר שהפיצו את אייס המודל שלהם באלקטרונים אנרגטיים שנועדו לחקות את ההשפעות של קרניים קוסמיות, המדענים גילו שכמה מולקולות של מתנול בתוך האיסים אכן הפכו לגליצרול.
בעוד שניסוי זה נראה כהצלחה, מדענים מבינים שמודלי המעבדה שלהם לא בדיוק משכפלים תנאים במרחב הבין-כוכבי. למשל, מתנול מהווה באופן מסורתי רק כ -30% מהקרח בסלעי החלל. עבודה עתידית תחקור את השפעות קרינת האנרגיה הגבוהה על אייס המודל העשוי בעיקר מים. אלקטרונים בעלי אנרגיה גבוהה שנורים במעבדה אינם מהווים תחליף מושלם לקרניים קוסמיות אמיתיות ואינם מייצגים השפעות על קרח שעלולות לנבוע מקרינה אולטרה סגולה בחלל הבין-כוכבי.
יש צורך במחקר נוסף לפני שמדענים יכולים להסיק מסקנות עולמיות; עם זאת, מחקר זה וקודמיו אכן מספקים הוכחות משכנעות לכך שהחיים כפי שאנו מכירים אותם באמת היו יכולים לבוא מלמעלה.
