En rejse til en kosmisk grusbunke
Ved første øjekast ser den lille asteroide Ryugu uinteressant ud: en mørk, kantet trimmasse, der kredser om Solen. Men i bittesmå prøver af dens bjergarter har forskere nu opdaget noget, der ligner et manglende puslespilsbrik i forklaringen på, hvordan liv opstod på Jorden.
Ryugu er kun cirka 900 meter i diameter og minder i form og struktur om en svævende bunke grus. Det er netop det, der gør den så interessant. Sådanne objekter betragtes som ældgamle rester fra solsystemets tidligste periode — næsten uforandrede i mere end fire milliarder år.
Hayabusa2 tog turen på 300 millioner kilometer
Japan opsende i 2014 rumsondet Hayabusa2 for at undersøge dette primitive objekt på tæt hold. Målet var klart: lande, indsamle prøver og bringe dem tilbage til Jorden. Efter en rejse på cirka 300 millioner kilometer lykkedes det at ramme den lille himmellegeme præcist.
Sonden indsamlede materiale fra to forskellige steder på overfladen. I 2020 vendte to kostbare prøvekapsler endelig hjem — hver med 5,4 gram regolith, løse kornede partikler. I bund og grund var det et par skefulde mørkt rumgrus.
I kun godt ti gram bjergart gemmer der sig muligvis et svar på, hvorfor vi overhovedet eksisterer.
Alle fem "livets bogstaver" fundet i rummet
For at forstå, hvorfor disse prøver er så bemærkelsesværdige, er et hurtigt kig ind i biokemien nyttigt. Levende organismer opbevarer arvemateriale i DNA og i mange processer også i RNA. Begge er opbygget af såkaldte nukleobaser, ofte omtalt som "livets bogstaver":
- Adenin
- Cytosin
- Guanin
- Thymin (i DNA)
- Uracil (i RNA)
Det er tidligere lykkes at påvise enkelte eller flere af disse baser i meteoritter og interstellært støv. Men en komplet "femerkombination" har manglet — indtil nu.
Det er præcis, hvad et forskerhold fra det japanske forskningscenter JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) nu melder: I prøverne fra Ryugu fandt de alle fem nukleobaser. Ikke spor af jordisk forurening, men molekyler indlejret i materiale, der har fløjet gennem rummet i milliarder af år.
Forskerne betragter dette som en stærk indikation på, at de kemiske ingredienser til liv ikke udelukkende opstod på den unge Jord, men er udbredt i hele solsystemet — og måske endnu længere væk.
Thymin vender op og ned på livets tidslinje
Særligt opsigtsvækkende er fundet af Thymin. Tidligere hold havde kun kunnet påvise Uracil på Ryugu. Det passede godt til teorien om, at der på den tidlige Jord først opstod et RNA-baseret system, inden det mere komplekse DNA dukkede op.
Med påvisningen af Thymin forskydes fokus. Det ser nu ud til, at ikke kun enkle, men også mere komplekse byggeklodser kunne dannes i kolde, mørke asteroider — og det længe inden Jorden overhovedet var beboelig.
"Brugsanvisningen" til DNA kan være opstået i skyggen af gamle asteroider — ikke i den unge Jordes oceaner.
Studiet antyder, at da støv og isklumper klumpede sig sammen til asteroider, foregik der kemiske processer i dem over mange millioner år. Organiske molekyler dannede sig, blev anriget og blev muligvis stadigt mere komplekse.
Ryugu er ikke den eneste leverandør
Ryugu står ikke alene med dette fund. Fra asteroiden Bennu, som blev udtaget prøver fra under NASA-missionen OSIRIS-REx, rapporterer forskere nu ligeledes om en komplet palette af nukleobaser. Dermed vokser billedet af et solsystem, hvor sådanne molekyler nærmest leveres som standard.
Når flere ældgamle himmellegemer indeholder disse stoffer i høj koncentration, er sandsynligheden stor for, at de i løbet af Jordens historie regnede ned på vores unge, endnu livsfjendtlige overflade i enorme mængder.
Kosmisk pakkelevering til den unge Jord
På den baggrund vinder en teori, der har været diskuteret i årevis, markant mere vægt: forestillingen om, at asteroider og kometer forsynede Jorden med en hel "kemisk værktøjskasse".
De japanske forskere tegner billedet af en slags kosmisk leveringstjeneste. I milliarder af år slog asteroider ned, fordampede delvist og blandede deres materiale ind i urjordens oceaner, jord og bjergarter. Med hvert nedslag nåede nye molekyler overfladen — herunder byggeklodser til DNA og RNA.
Set fra nutidens perspektiv kunne vores stamtræ se sådan ud:
- I det tidlige solsystem dannes is- og kulstofrige asteroider.
- I deres indre opstår organiske molekyler via stråling og kemiske reaktioner.
- Asteroider som Ryugu og Bennu transporterer disse molekyler gennem rummet i milliarder af år.
- Kollisioner med Jorden bringer stofferne til oceaner og bjerglag.
- På Jorden udvikler de første selvreplerende systemer sig fra disse ingredienser — begyndelsen på liv.
Det nye studie understøtter netop dette forløb. Ingredienserne var ikke sjældne og tilfældige, men tilsyneladende rigeligt til stede. Jorden behøvede blot at "samle dem op".
Hvad dette fortæller os om liv i universet
Hvis byggeklodser til DNA og RNA opstår så let på asteroider, melder et provokerende spørgsmål sig: Er vi virkelig et kosmisk særtilfælde? Eller er liv et relativt almindeligt "biprodukt" af solsystemer?
Astrobiolger drager flere konklusioner af de nye resultater:
- Mange planeter med fast overflade kan have modtaget lignende leverancer af kosmiske byggeklodser.
- Tærsklen fra "død kemi" til de første primitive livsformer kan være lavere end hidtil antaget.
- Afgørende ville da især stabile betingelser over længere tid være — som flydende vand og et nogenlunde roligt miljø.
Studiet, offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Nature Astronomy, leverer dermed indirekte argumenter for søgningen efter liv uden for Jorden. For hvis selv en uanselig grusbunke som Ryugu er fyldt med nukleobas-holdige forbindelser, taler meget for, at lignende processer foregår i andre planetsystemer.
Hvordan forskere overhovedet påviser sådanne spor
Det særligt delikate spørgsmål i denne type forskning er: Stammer det fundne materiale virkelig fra rummet — eller sneg det sig ind undervejs til Jorden? Hayabusa2 var derfor konstrueret med streng fokus på at undgå kontaminering. Prøvekapslerne forblev hermetisk forseglet, indtil de blev åbnet i specialudstyrede laboratorier.
Der blev anvendt ekstremt følsomme analysemetoder, blandt andet højeffekts-væskekromatografi koblet med massespektrometri. Med sådanne metoder kan organiske molekyler identificeres i minimale mængder — inklusive deres kemiske "signatur".
Et vigtigt punkt: Fordelingen af isotoper — altså varianter af atomer som kulstof — adskiller sig målbart fra typisk jordisk materiale. Netop disse signaler brugte forskerne til at vise, at nuklebaserne faktisk tilhører det oprindelige asteroidemateriale.
Hvorfor et par gram bjergart kan ændre vores selvforståelse
I sidste ende handler Ryugu ikke kun om kemi og bjergartsprøver, men om spørgsmålet om, hvad vi egentlig er. Stammer vores genetiske kode fra rent jordiske tilfældigheder? Eller bærer vi i hver eneste celle et stykke "kosmos i blodet" — i ganske bogstavelig forstand?
De aktuelle resultater antyder, at vores historie begynder meget tidligere end hidtil antaget — på steder uden lys, uden ocean, uden atmosfære. I små, uanselige klumper, der har drevet gennem mørket i milliarder af år og efterhånden kollideret med planeter.
Den, der fremover kigger op på nattehimlen, ser altså ikke blot stjerner, galakser og fjerne verdener. I vraget derimellem — i uanselige grusbunker som Ryugu — kan de kemiske begyndelser på utallige livshistorier ligge gemt. Og vores er blot én af dem.
