לפני שהיו חיים כידוע, היו מולקולות. אולם שלל הצעדים שקדמו למעבר זה נותרו אחד התעלומות האהובות על המדע.
מחקרים חדשים מראים כי אבני הבניין של החיים - מולקולות פרביוטיות - עשויים להיווצר באטמוספרות של כוכבי לכת, שם האבק מספק מצע בטוח להיווצר עליו ותגובות שונות עם הפלזמה שמסביב מספקות מספיק אנרגיה הדרושה ליצירת חיים.
"אם היווצרות החיים היא כמו פאזל - פאזל גדול ומסובך מאוד - אני אוהבת לדמיין מולקולות פרביוטיות כחלק מחתיכות הפאזל הבודדות," אמר פרופסור סנט אנדרוס, ד"ר קרייג סטארק. "לחבר את החלקים יחד אתה יוצר מבנים ביולוגיים מורכבים יותר והופכים תמונה ברורה יותר לזיהוי. וכשכל החלקים במקום, התמונה שמתקבלת היא החיים. "
אנו חושבים כי כיום נוצרות מולקולות פרביוטיות על גרגרי הקרח הזעירים בחלל הבין-כוכבי. אמנם נראה כי הדבר נוגד את האמונה המקובלת כי חיים במרחב הם בלתי אפשריים, אך פני הדגן מספקים סביבה מסבירת פנים ונחמדה להיווצרותם של החיים, מפני שהיא מגנה על מולקולות מפני קרינת חלל מזיקה.
"מולקולות נוצרות על פני האבק מהספיחה של אטומים ומולקולות מהגז שמסביב", אמר סטארק למגזין Space. "אם המרכיבים המתאימים לייצור תרכובת מולקולרית מסוימת זמינים והתנאים צודקים, אתה נמצא בעסקים."
לפי "תנאים", סטארק רומז למרכיב השני הדרוש: אנרגיה. המולקולות הפשוטות המאכלסות את הגלקסיה יציבות יחסית; ללא כמות אנרגיה מדהימה הם לא יוצרים קשרים חדשים. נהוג לחשוב שחיים עלולים להיווצר במכת ברקים ובהתפרצויות געשיות מסיבה זו ממש.
אז סטארק ועמיתיו הפנו את מבטם לאטמוספרות של exoplanets, שם שקוע אבק בפלזמה מלאה יוני חיובי ואלקטרונים שליליים. כאן האינטראקציות האלקטרוסטטיות של חלקיקי האבק עם פלזמה עשויות לספק את האנרגיה הגבוהה הנחוצה ליצירת תרכובות פרביוטיות.
בפלזמה גרגיר האבק יספוג את האלקטרונים החופשיים במהירות, ויהיה טעון שלילי. הסיבה לכך היא שהאלקטרונים הם קלים יותר, ולכן מהירים יותר מאשר יוני חיובי. ברגע שגרגיר האבק נטען באופן שלילי הוא ימשוך אליו שטף של יונים חיוביים, אשר יאיץ לעבר חלקיק האבק ויתנגש באנרגיה רבה יותר ממה שהם היו בסביבה ניטרלית.
על מנת לבדוק זאת, החוקרים בדקו אווירה דוגמא, שאפשרה להם לבחון את התהליכים השונים שעלולים להפוך את הגז המוננן לפלזמה, ולקבוע אם הפלזמה תוביל לתגובות אנרגטיות מספיק.
"כהוכחה עקרונית בדקנו את רצף התגובות הכימיות המובילות להיווצרות חומצת האמינו גליקצין הפשוטה ביותר," אמר סטארק. חומצות אמינו הן דוגמאות נהדרות למולקולות פרביוטיות מכיוון שהן נדרשות ליצירת חלבונים, פפטידים ואנזימים.
הדגמים שלהם הראו כי "אכן ניתן להאיץ את יוני הפלזמה לאנרגיות מספיקות העולות על אנרגיות ההפעלה ליצירת פורמלדהיד, אמוניה, מימן ציאניד ובסופו של דבר חומצת האמינו גליצין", אמר סטארק ל- Space Magazine. "יתכן וזה לא היה אפשרי אם הפלזמה לא הייתה נעדרת."
המחברים הדגימו כי עם טמפרטורות פלזמה צנועות, יש מספיק אנרגיה ליצירת המולקולה הפרביוטית גליצין. טמפרטורות גבוהות יותר עשויות גם לאפשר תגובות מורכבות יותר ולכן מולקולות פרביוטיות מורכבות יותר.
סטארק ועמיתיו הדגימו מסלול בר-קיימא ליצירת מולקולה פרביוטית, ולכן חיים בתנאים שכיחים לכאורה. למרות שמקור החיים עשוי להישאר אחד התעלומות האהובות על המדע, אנו ממשיכים להשיג הבנה טובה יותר, חתיכת פאזל אחת בכל פעם.
העיתון התקבל לפרסום בכתב העת Astrobiology והוא ניתן להורדה כאן.
