Μερικές από τις πιο πιεστικές ερωτήσεις της επιστήμης αφορούν την προέλευση της ζωής στη Γη. Πώς προέκυψαν οι πρώτες μορφές ζωής από τις φαινομενικά εχθρικές συνθήκες που μαστίζουν τον πλανήτη μας για μεγάλο μέρος της ιστορίας του; Τι επέτρεψε το άλμα από απλούς, μονοκυτταρικούς οργανισμούς σε πιο πολύπλοκους οργανισμούς που αποτελούνται από πολλά κύτταρα που συνεργάζονται για να μεταβολίσουν, να αναπνεύσουν και να αναπαραχθούν; Σε ένα τόσο άγνωστο περιβάλλον, πώς κανείς ξεχωρίζει ακόμη και τη «ζωή» από τη μη ζωή;
Τώρα, οι επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης στο Manoa πιστεύουν ότι μπορεί να έχουν μια απάντηση σε τουλάχιστον μία από αυτές τις ερωτήσεις. Σύμφωνα με την ομάδα, ένα ζωτικής σημασίας κυτταρικό δομικό στοιχείο που ονομάζεται γλυκερόλη μπορεί να προήλθε αρχικά μέσω χημικών αντιδράσεων βαθιά στο διαστρικό διάστημα.
Η γλυκερόλη είναι ένα οργανικό μόριο που υπάρχει στις κυτταρικές μεμβράνες όλων των ζωντανών όντων. Σε ζωικά κύτταρα, αυτή η μεμβράνη λαμβάνει τη μορφή μιας διπλής στιβάδας φωσφολιπιδίου, μιας μεμβράνης διπλής στιβάδας που στρώνει τα υδατοαπωθητικά λιπαρά οξέα μεταξύ εξωτερικών και εσωτερικών φύλλων υδατοδιαλυτών μορίων. Αυτός ο τύπος μεμβράνης επιτρέπει στο εσωτερικό υδατικό περιβάλλον του κυττάρου να παραμείνει ξεχωριστό και προστατευμένο από τον εξωτερικό, παρόμοια υδατώδη κόσμο του. Η γλυκερόλη είναι ένα ζωτικό συστατικό κάθε φωσφολιπιδίου επειδή σχηματίζει τη ραχοκοκαλιά μεταξύ των δύο χαρακτηριστικών μερών του μορίου: μια πολική, υδατοδιαλυτή κεφαλή και μια μη πολική, λιπαρή ουρά.
Πολλοί επιστήμονες πιστεύουν ότι οι κυτταρικές μεμβράνες όπως αυτές ήταν απαραίτητη προϋπόθεση για την εξέλιξη της πολυκυτταρικής ζωής στη Γη. Ωστόσο, η σύνθετη δομή τους απαιτεί ένα πολύ συγκεκριμένο περιβάλλον - δηλαδή ένα χαμηλό άλας ασβεστίου και μαγνησίου με αρκετά ουδέτερο pH και σταθερή θερμοκρασία. Αυτές οι προσεκτικά ισορροπημένες συνθήκες θα ήταν δύσκολο να προκύψουν στην προϊστορική Γη.
Παγωμένα σώματα που γεννιούνται στο διαστρικό διάστημα προσφέρουν ένα εναλλακτικό σενάριο. Οι επιστήμονες έχουν ήδη ανακαλύψει οργανικά μόρια όπως αμινοξέα και πρόδρομους λιπιδίων στον μετεωρίτη Murchison που προσγειώθηκε στην Αυστραλία το 1969. Αν και η ιδέα παραμένει αμφιλεγόμενη, είναι πιθανό ότι η γλυκερόλη θα μπορούσε να είχε μεταφερθεί στη Γη με παρόμοιο τρόπο.
Οι μετεωρίτες σχηματίζονται συνήθως από μικροσκοπικά θραύσματα υλικού σε κρύα μοριακά σύννεφα, περιοχές αερίου υδρογόνου και διαστρική σκόνη που χρησιμεύουν ως η γενέτειρα των αστεριών και των πλανητικών συστημάτων. Καθώς κινούνται μέσα από το νέφος, αυτοί οι κόκκοι συσσωρεύουν στρώματα κατεψυγμένου νερού, μεθανόλης, διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα. Με την πάροδο του χρόνου, η υπεριώδης ακτινοβολία υψηλής ενέργειας και οι κοσμικές ακτίνες βομβαρδίζουν τα παγωμένα θραύσματα και προκαλούν χημικές αντιδράσεις που εμπλουτίζουν τους κατεψυγμένους πυρήνες τους με οργανικές ενώσεις. Αργότερα, καθώς σχηματίζονται αστέρια και το περιβάλλον υλικό πέφτει σε τροχιά γύρω από αυτά, τα παγάκια και τα οργανικά μόρια που περιέχουν ενσωματώνονται σε μεγαλύτερα βραχώδη σώματα όπως οι μετεωρίτες. Οι μετεωρίτες μπορούν στη συνέχεια να συντρίψουν πλανήτες όπως ο δικός μας, ενδεχομένως να τους σπρώξουν με δομικά στοιχεία της ζωής.
Προκειμένου να ελεγχθεί εάν θα μπορούσε να δημιουργηθεί γλυκερίνη από την ακτινοβολία υψηλής ενέργειας που συνήθως βομβαρδίζει τους διαστρικούς κόκκους πάγου, η ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Χαβάης σχεδίασε τους δικούς τους μετεωρίτες: μικρά κομμάτια παγωμένης μεθανόλης ψύχθηκαν στους 5 βαθμούς Κέλβιν. Αφού ανατίναξαν τα παγωμένα μοντέλα τους με ενεργητικά ηλεκτρόνια που αποσκοπούσαν στη μίμηση των επιπτώσεων των κοσμικών ακτίνων, οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι ορισμένα μόρια μεθανόλης εντός των παγωμένων, στην πραγματικότητα, μετατράπηκαν σε γλυκερόλη.
Ενώ αυτό το πείραμα φαίνεται να είναι επιτυχές, οι επιστήμονες συνειδητοποιούν ότι τα εργαστηριακά τους μοντέλα δεν αναπαράγουν ακριβώς συνθήκες στον διαστρικό χώρο. Για παράδειγμα, η μεθανόλη αποτελεί παραδοσιακά μόνο περίπου το 30% του πάγου σε διαστημικά πετρώματα. Μελλοντικές εργασίες θα διερευνήσουν τις επιπτώσεις της υψηλής ενέργειας ακτινοβολίας στα παγωμένα μοντέλα που κατασκευάζονται κυρίως από νερό. Τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας που εκτοξεύονται σε εργαστήριο επίσης δεν αποτελούν τέλειο υποκατάστατο των πραγματικών κοσμικών ακτίνων και δεν αντιπροσωπεύουν επιδράσεις στον πάγο που μπορεί να προκύψουν από την υπεριώδη ακτινοβολία στο διαστρικό διάστημα.
Απαιτείται περισσότερη έρευνα προτού οι επιστήμονες καταλήξουν σε παγκόσμια συμπεράσματα. Ωστόσο, αυτή η μελέτη και οι προκάτοχοί της παρέχουν συναρπαστικά στοιχεία ότι η ζωή, όπως γνωρίζουμε, θα μπορούσε πραγματικά να προήλθε από ψηλά.
