Biyolojik Amino Asitler Europa ve Enceladus'un Yüzeye Yakın Buzlarında Hayatta Kalabilir

Europa ve Enceladus, Güneş Sistemimizdeki dünya dışı yaşamın kanıtlarını aramak için kilit hedeflerdir. Bununla birlikte, bu havasız buzlu uyduların yüzeyi ve sığ alt yüzeyi, kimyasal biyo-imzaları bozabilecek iyonlaştırıcı radyasyon tarafından sürekli olarak bombardıman edilmektedir. Bu nedenle, Europa ve Enceladus'a yönelik gelecekteki yaşam tespit görevlerinde buzlu yüzeylerin örneklenmesi, değişmemiş organik biyomoleküllerin mevcut olabileceği gerekli buz derinliğinin net bir şekilde anlaşılmasını gerektirir. NASA ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi'nden bilim insanlarından oluşan bir ekip, bu buzlu dünyalardaki koşulları simüle etmek için buzlardaki bireysel biyolojik ve abiyotik amino asitleri gama radyasyonuna maruz bırakarak deneyler gerçekleştirdi

europa uydusunun yüzeyi
Europa'nın yüzeyi bu yeni işlenmiş renkli görüntüde büyük görünüyor; görüntü ölçeği piksel başına 1,6 km; Europa'nın kuzeyi sağda. Görsel: NASA / JPL-Caltech / SETI Enstitüsü

NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde araştırmacı olan Dr. Alexander Pavlov, "Deneylerimize dayanarak, Europa'daki amino asitler için 'güvenli' örnekleme derinliği, yüzeyin göktaşı çarpmalarıyla fazla bozulmadığı bölgede, arka yarımkürenin (Europa'nın Jüpiter etrafındaki hareket yönünün karşısındaki yarımküre) yüksek enlemlerinde neredeyse 20 cm'dir" dedi.

"Enceladus'ta amino asitlerin tespiti için yüzey altı örnekleme gerekli değildir — bu moleküller Enceladus yüzeyinde yüzeyden birkaç milimetreden (bir inçin onda biri) daha az herhangi bir yerde radyolizden (radyasyonla parçalanma) kurtulacaktır."

Dr. Pavlov ve meslektaşları radyoliz deneylerinde buzlu uydulardaki biyomoleküllerin olası temsilcileri olarak amino asitleri kullandılar.

Amino asitler yaşam tarafından ya da biyolojik olmayan kimya tarafından yaratılabilir.

Ancak Europa ya da Enceladus'ta belirli türde amino asitlerin bulunması potansiyel bir yaşam belirtisi olacaktır çünkü bunlar karasal yaşam tarafından protein oluşturmak için bir bileşen olarak kullanılmaktadır.

Proteinler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran ya da düzenleyen enzimlerin yapımında ve yapıların oluşturulmasında kullanıldıkları için yaşam için gereklidir.

Amino asitler ve yeraltı okyanuslarındaki diğer bileşikler, gayzer aktivitesi veya buz kabuğunun yavaş çalkalanma hareketi ile yüzeye getirilebilir.

Bu dünyalarda amino asitlerin hayatta kalma şansını değerlendirmek için araştırmacılar amino asit örneklerini kapalı, havasız şişelerde yaklaşık eksi 196 santigrat dereceye kadar soğutulmuş buzla karıştırdılar ve çeşitli dozlarda bir tür yüksek enerjili ışık olan gama ışınlarıyla bombardımana tuttular.

Okyanuslar mikroskobik yaşama ev sahipliği yapabileceğinden, ölü bakterilerdeki amino asitlerin buzda hayatta kalmasını da test ettiler.

Son olarak, meteoritlerden veya iç kısımlardan gelen malzemenin yüzey buzu ile potansiyel karışımını göz önünde bulundurmak için silikat tozu ile karıştırılmış buzdaki amino asit örneklerini test ettiler.

Deneyler, radyoliz sabitleri olarak adlandırılan amino asitlerin parçalanma oranlarını belirlemek için çok önemli veriler sağladı.

Bilim insanları bu verilerle Europa ve Enceladus'taki buz yüzeyinin yaşını ve radyasyon ortamını kullanarak sondaj derinliğini ve amino asitlerin %10'unun radyolitik yıkımdan kurtulabileceği yerleri hesapladılar.

Amino asitlerin buzda hayatta kalmasını test etmek için daha önce deneyler yapılmış olsa da, bu deney amino asitleri tamamen parçalamayan daha düşük radyasyon dozlarını kullanan ilk deneydir, çünkü sadece onları değiştirmek veya bozmak, potansiyel yaşam belirtileri olup olmadıklarını belirlemeyi imkansız hale getirmek için yeterlidir.

Bu aynı zamanda Europa / Enceladus koşullarını kullanarak bu bileşiklerin mikroorganizmalarda hayatta kalmasını değerlendiren ilk deney ve tozla karışmış amino asitlerin hayatta kalmasını test eden ilk deneydir.

Bilim insanları amino asitlerin tozla karıştığında daha hızlı, ancak mikroorganizmalardan geldiğinde daha yavaş bozunduğunu buldular.

Dr. Pavlov, "Europa ve Enceladus benzeri yüzey koşullarında biyolojik örneklerdeki yavaş amino asit yıkım oranları, Europa ve Enceladus iniş misyonları tarafından gelecekteki yaşam tespit ölçümleri için durumu destekliyor" dedi.

"Sonuçlarımız, hem Europa hem de Enceladus'taki silika bakımından zengin bölgelerdeki potansiyel organik biyomoleküllerin bozunma oranlarının saf buzdan daha yüksek olduğunu ve bu nedenle Europa ve Enceladus'a gelecekteki olası görevlerin her iki buzlu uydudaki silika bakımından zengin yerleri örneklerken dikkatli olması gerektiğini gösteriyor."

"Amino asitlerin bakterilerde neden daha uzun süre hayatta kaldığına dair potansiyel bir açıklama, iyonlaştırıcı radyasyonun molekülleri değiştirme yollarıyla ilgilidir — doğrudan kimyasal bağlarını kırarak veya dolaylı olarak yakınlarda reaktif bileşikler oluşturarak daha sonra ilgili molekülü değiştirir veya parçalar."

"Bakteriyel hücresel materyalin amino asitleri radyasyon tarafından üretilen reaktif bileşiklerden koruması mümkündür."

Ekibin makalesi Astrobiology dergisinde yayımlandı.