Xenobiologen des Jet Propulsion Laboratory der NASA schlagen vor, nach einer einfachen Reaktion nach Leben jenseits der Erde zu suchen - der Bindung von Aminosäuren an leuchtende Substanzen. Dies geht aus einem Artikel hervor, der in der Zeitschrift Analytical Chemistry veröffentlicht wurde.
„Unsere Methodik ermöglicht es uns zu verstehen, welche Aminosäuren in den Proben aus nicht lebenden Quellen wie Meteoriten in sie gelangt sind und welche Moleküle vom Leben produziert wurden. Eines der Hauptziele der NASA ist die Suche nach Spuren des Lebens im Universum. Die beste Chance besteht darin, Wasserproben aus Wasserwelten zu analysieren, darunter Enceladus und Europa, die Monde von Saturn und Jupiter “, sagte Peter Willis vom Jet Propulsion Laboratory der NASA in Pasadena, USA.
Was ist Leben?
Die Entdeckung von Dutzenden erdähnlichen Planeten und Tausenden von Planeten im Allgemeinen in den letzten Jahren hat die Frage nach Wissenschaftlern mit neuer Kraft aufgeworfen - sind wir allein im Universum? Darüber hinaus weisen die Entdeckung von Geysiren auf Enceladus, dem Mond des Saturn, und ähnliche Wasseremissionen auf Europa, dem Mond des Jupiter, auf die Möglichkeit eines außerirdischen Lebens im Sonnensystem hin.
Seit Mitte der 60er Jahre, als die Pioniere der Weltraumforschung bei der NASA und der UdSSR über die Suche nach außerirdischem Leben nachdachten, gab es unter Wissenschaftlern eine heftige Debatte darüber, was als Leben gilt. Wissenschaftler streiten darüber, wie es aussieht, wie es gesehen, "geschmeckt" oder berührt werden kann und wie seine potenziellen fossilen Fußabdrücke von den Produkten natürlicher Prozesse in nicht lebender Natur unterschieden werden können.
Laut Willis wäre der einfachste und bequemste Fall für uns die Entdeckung der lebenden Organismen selbst oder ihrer Bestandteile - Proteine, DNA-Moleküle, komplexe Zucker und Fette - im Boden, im Wasser oder in der Atmosphäre fremder Welten. Dies ist einfacher zu erreichen, als ein echtes Fossil von einer bizarren Ansammlung mehrfarbiger Kristalle zu unterscheiden, aber es ist immer noch ziemlich schwierig.
Laut Wissenschaftlern der NASA gibt es zwei Probleme - die Ähnlichkeit der "Bausteine des Lebens" aus der unbelebten Natur und ihrer Analoga in den Organismen primitiver Mikroben sowie ihre relative Seltenheit. Die primitiven Bestandteile von Proteinen, Zuckern und Fetten wurden kürzlich in Kometen und Asteroiden gefunden, so dass ihre Entdeckung in den Gewässern von Europa oder Enceladus keinen Beweis mehr für das Leben in ihren subglazialen Ozeanen darstellt.
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Ein Tropfen Leben im Meer
Willis und seine Kollegen lösten beide Probleme, indem sie eine neue Methode zur Analyse von Wasserproben entwickelten, mit der Sie alle Aminosäuren in den mikroskopischsten Konzentrationen gleichzeitig finden und ihre "lebenden" Versionen von den Produkten der chemischen Evolution von Substanzen im Weltraum oder auf der Oberfläche von Planeten unterscheiden können.
Dafür haben Wissenschaftler ein bekanntes Muster verwendet - die "Linkshändigkeit" des Lebens. Dies äußert sich in der Tatsache, dass Zellen bei der Synthese von Proteinmolekülen und Enzymen ausschließlich die nach links verdrehten Aminosäuren verwenden. Bei Zuckern ist die Situation umgekehrt - das Leben verwendet nur "richtige" Kohlenhydrate, die in die entgegengesetzte Richtung verdreht sind.
Anhand dieser Idee haben Willis und seine Kollegen spezielle leuchtende Moleküle geschaffen, die nur an die "linken" Aminosäuren binden. Wenn eine Aminosäure an solche Farbstoffe gebunden ist, ändert sie ihre Farbe und beginnt sich langsamer in der Lösung zu bewegen. Dies ermöglicht es, das Vorhandensein realer "Bausteine des Lebens" selbst in den kleinsten Konzentrationen zu bestimmen und sie buchstäblich bis zu einem Molekül herunterzuzählen, indem sie durch ultradünne Kapillargefäße geleitet werden.
Um die Effizienz dieser Idee zu testen, gingen die Wissenschaftler an den "außerirdischen" Ort der Erde - an die Ufer des Lake Mono in Kalifornien, dessen Wasser so viel Alkali enthält, dass bisher nur wenige Bakterien darin gefunden wurden. Heute gilt Mono als das engste Analogon zum subglazialen Ozean von Enceladus, der auch viele Alkalien und Salze enthält.
Die Kapillartechnik von Willis und seinen Kollegen trug Früchte - Wissenschaftler konnten das Vorhandensein von 17 Aminosäuren gleichzeitig in Mono-Gewässern in Konzentrationen aufzeichnen, die fast zehntausendmal niedriger sind als diejenigen, die das SAM-Labor an Bord des Curiosity Rovers "riechen" kann, das empfindlichste Instrument dieser Art außerhalb der Erde.
In naher Zukunft planen Willis und seine Kollegen, einen weiteren Satz solcher Tests für die "richtigen" Aminosäuren zu erstellen, falls das Leben auf anderen Planeten sie verwenden wird. Wissenschaftler hoffen, dass ein solches Gerät eines der Hauptinstrumente an Bord des Abstiegsmoduls der Europa-Clipper-Mission sein wird, das Mitte 2020 zum Jupitermond gehen wird.
