דגימות שנטלה חללית יפנית מהאסטרואיד ריוגו (Ryugu) העלתה כי הוא מכיל חומרים אורגניים, ובהם כל חמשת הבסיסים שמרכיבים את ה-DNA וה-RNA, החומר הגנטי של כל היצורים החיים על כדור הארץ: מחיידקים ונגיפים, ועד סוסים, עצי סקויה ובני אדם.
(צילום הדמיה: סוכנות החלל היפנית)
ריוגו הוא אסטרואיד שקוטרו כ-900 מטרים, והוא מקיף את השמש במסלול קרוב יותר אליה מרוב האסטרואידים, שגם חוצה את מסלולו של כדור הארץ. בשנת 2019 הגיעה אליו החללית היפנית הלא-מאוישת היאבוסה 2 (Hayabusa2), ובסוף השנה שלאחר מכן היא הצניחה באוסטרליה קפסולה אטומה עם הדגימה שאספה - בסך הכול 5.4 גרם מאדמת האסטרואיד. למעשה, החומר שהגיע מבוסס על שתי דגימות שנטלה החללית: אחת מפני השטח של האסטרואיד והאחרת מעומק כמה סנטימטרים.
עוד כתבות באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי:
האשה שנגעה בשמיים
מקצועות הבריאות: לעזור לגוף האדם לחזור לעצמו
אופס, טעינו: הפרשנות של עשרות אלפי מחקרי דימות מוטלת בספק
זהו אסטרואיד מסוג C, שמכונה כך משום שהוא עשיר בפחמן ובתרכובות פחמן. אסטרואידים מסוג זה נפוצים בעיקר בחלקה החיצוני של חגורת האסטרואידים, בין מסלולי מאדים וצדק, וגם בחגורת קויפר, בחלקה החיצוני של מערכת השמש, מעבר למסלולו של כוכב הלכת נפטון.
לכן חוקרים מעריכים שהוא אכן נוצר באזור חיצוני יותר של מערכת השמש. על פי ההערכות שמבוססות על מבנהו והרכבו, האסטרואיד היה בעבר חלק מגוף גדול יותר, שבשלב כלשהו התפרק - כנראה בהתנגשות עם גוף אחר - והחלק שכיום נקרא ריוגו נקלע למערכת השמש הפנימית, ומקיף את השמש במסלול קרוב למדי לזה של כדור הארץ.
האסטרואידים נוצרו ברובם משאריות של דיסקת הגז האבק שממנה נוצרו לפני כ-4.5 מיליארד שנים השמש שלנו, כוכבי הלכת שלה ואחר כך גם רוב ירחיהם. אלא שבעוד גופים פלנטריים נתונים לשינויים סביבתיים בלתי פוסקים, האסטרואידים משמרים – להערכת החוקרים – את הרכבה הקדום של מערכת השמש, על החומרים שנוצרו בה. לכן הם מעוררים עניין רב, ובשנים האחרונות יצאו לפועל כמה משימות לדגימה חומר מאסטרואידים.
4 צפייה בגלריה
משמרים את ההרכב הקדום של מערכת השמש. חלקים משתי הדגימות שאספה החללית היאבוסה 2 מהאסטרואיד ריוגו, ושבהן נמצאו המולקולות האורגניות
(צילום: JAXA / JAMSTEC)
אבני הבניין של החיים
ה-DNA שלנו מורכב מצירופים של ארבעה בסיסים כימיים, שמשמשים לקידוד מידע גנטי. אדנין (Adenine) גואנין (Guanine) שייכים לקבוצת הפורינים (Purines), ומורכבים משתי טבעות של אטומי פחמן וחנקן. לעומתם, ציטוזין (Cytosine) ותימין (Thymine) שייכים לקבוצת הפירימידינים (Pyrimidines) ומורכבים מטבעת אחת.
מולקולות RNA דומות מאוד ל-DNA, אלא שבהן התימין מוחלף בפירימידין אחר, אורציל ( Uracil). חמש המולקולות האלה, לצד מולקולות סוכר וזרחן, הן אבני הבניין של החומר הגנטי בכדור הארץ, אבל ממלאות גם תפקידים מרכזיים במערכות ביוכימיות חשובות אחרות. למשל ATP, המולקולה שנחשבת למטבע האנרגיה של תאים חיים, מבוססת על אדנין ומולקולת סוכר שאליה קשורות שלוש קבוצות זרחניות.
כבר בניתוח ראשוני של הדגימות מריוגו גילו חוקרים כי יש בו אורציל, לצד מגוון מרשים של חומרים אורגניים אחרים, בהם כמה חומצות אמיניות, חומצות קרבוקסיליות ומולקולות רבות נוספות. כעת, במחקר חדש מדווחים חוקרים מיפן כי הדגימות מהאסטרואיד מכילות את כל חמשת הבסיסים של החומר הגנטי בכדור הארץ.
הממצאים אינם מרמזים כי אכן היו חיים באסטרואיד או בגוף שהוא נוצר ממנו, אלא שמולקולות מורכבות, בהן אבני הבניין של חיים, יכולות להיווצר גם בסביבה נטולת חיים. הממצאים גם מרמזים – לא בפעם הראשונה - על האפשרות שאבני בניין כאלה הגיעו מהחלל, והניחו את היסודות להתפתחות חיים כאן, ואולי גם במקומות אחרים.
בשנה שעברה דיווחו חוקרים מארצות הברית על שפע עצום של מולקולות אורגניות שהתגלה בדגימה שנטלה החללית האמריקאית אוזיריס רקס מהאסטרואיד בנו (Bennu). גם בו נמצאו כל חמשת בסיסי החומר הגנטי, לצד 14 מ-20 החומצות האמיניות שמרכיבות את החלבונים בטבע ומולקולות נוספות. “הממצאים רומזים כי באזורים נרחבים של מערכת השמש המוקדמת היו תנאים מתאימים להיווצרות המולקולות הדרושות לחיים. לא דרוש לכך גרם שמיים גדול כמו כוכב לכת או ירח”, אמר אז טים מקוי (McCoy), אחד השותפים במחקר.
4 צפייה בגלריה
ייתכן שאבני בניין מהחלל הניחו את היסודות להתפתחות החיים. נוסחאות המבנה של חמשת הבסיסים שמרכיבים את ה-DNA ואת ה-RNA
(איור: JAMSTEC)
יחסים מעניינים
חומרים אורגניים, בהם אבני בניין של החיים, נמצאו גם במטאוריטים שפגעו בכדור הארץ, כמו מטאוריט מ’רציסון (Murchison), שנפל באוסטרליה ב-1969, או מטאוריט אורגיל (Orgueil) שנפל בדרום צרפת יותר ממאה שנים קודם לכן, ב-1864. מחקרים רבים שנעשו עליהם עם השנים העלו כי הם מכילים חומצות אמינו וכן בסיסים של חומר גנטי.
בניגוד לדגימות האסטרואידים, שנאספו ונאטמו בחלל, המטאוריטים נפלו והתקררו בסביבה שוקקת חיים, כך שיש סיכוי גדול יותר שהמולקולות שנמצאו בהם מקורן בכדור הארץ. עם זאת, כיום לחוקרים יש כלים לשלול את האפשרות של זיהומים כאלה ולהראות שאכן מדובר במולקולות שנוצרו בחלל, בין השאר לפי מבנים מרחביים מסוימים של מולקולות, שלא קיימים בכדור הארץ (או לפחות לא התגלו עד עתה).
רמז לקשר בין המולקולות האלה לקיום חיים יכול להגיע מהיחסים המספריים ביניהם. בעיצומו של המירוץ לפענוח סוד החומר התורשתי, גילה הביוכימאי ארווין שרגף (Chargaff), כי בכל תא חי, לא משנה של איזה יצור, כמות הפורינים שווה לכמות הפירימידינים. וליתר דיוק, כמות הגואנין שווה לכמות הציטוזין וכמות האדנין שווה לכמות התימין. זה היה רמז חשוב בדרך לפענוח מבנה הסליל הכפול של ה-DNA, וכיום יכול לשמש רמז חשוב בשאלת מקור החיים ביקום.
החוקרים מיפן השוו את ריכוזי הבסיסים של החומר הגנטי בדימות משני האסטרואידים, ומצאו כי בעוד בריוגו היחסים הכמותיים בין פורינים ופירימידינים פחות או יותר שווים, האסטרואיד בנו היה עשיר יותר בפירימידינים, וכך גם המטאוריט אורגיל. לעומת זאת, במטאוריט מרצ’יסון דווא ריכוז הפורינים היה גבוה יותר. החוקרים מעריכים כי הבדלי היחסים הכמותיים מצביעים על תהליכים כימיים שונים שהביאו להיווצרות המולקולות האלה, ככל הנראה בשל תנאים שונים. לדבריהם, ההרכב הכימי של האסטרואידים והמטאוריטים, ובכלל זה כמויות הפורינים והפירימידינים, יכולים לשמש כלי חשוב בסיווג של גופים כאלה ובהבנת ההיסטוריה שלהם.
“הגילוי האוניברסלי של כל חמשת בסיס החומר הגנטי גם באסטרואיד ריוגו וגם באסטרואיד בנו ממחיש את התרומה האפשרית של מולקולות כאלה לרשימת המצאי של מולקולות אורגניות שאיפשרו את האבולוציה המולקולרית לפני הופעת החיים, ובסופו של דבר איפשרו את התפתחות ה-RNA וה-DNA בכדור הארץ הקדום”, מסכמים החוקרים.
איתי נבו, מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
