الإشعاع المؤين في الفضاء يحفز تكوّن الببتيدات والعضوفوسفات على أسطح الأوليفين

بناء أجزاء الحياة في قسوة الفضاء

عندما نتخيل نشأة الحياة، نميل عادة إلى النظر نحو المحيطات والينابيع الحارة على الأرض الأولى، لا إلى الفضاء. ومع ذلك تظهر النيازك وعينات الكويكبات أن الفضاء مليء بمكونات الحياة الأساسية، من الأحماض الأمينية إلى السكريات البسيطة. يطرح هذا البحث سؤالاً جريئاً: هل يمكن لبعض جزيئات الحياة الأكثر تقدماً أن تُبنى في الفضاء نفسه باستخدام غبار معدني ومطر ثابت من الإشعاع الكوني فقط؟ الإجابة، التي اختُبرت على متن المحطة الفضائية الصينية، هي نعم.

غبار الفضاء كورشة خفية

ركز الباحثون على الفورستريت، وهو سيليكات حديد-ماغنسيوم يشكل شكلاً شائعاً من معادن الأوليفين، ويوجد في النيازك وغبار المريخ والقمر والحبيبات بين النجمية. غطّوا حبيبات صغيرة من هذا المعدن بمحاليل تحتوي على لبنات عضوية بسيطة: عدة أحماض أمينية (الوحدات الفرعية للبروتينات) ونيوكليوزيدات (الوحدات الفرعية للـRNA والـDNA). بعد إزالة الماء بالتجميد والحرمان من الماء (التجفيف بالتجميد)، ركبوا هذه الخلائط المعدنية–العضوية في مرفق تعريض مثبت خارج المحطة الفضائية الصينية، حيث تعرّضت لشهور لجرعات منخفضة من الإشعاع المؤين المشابه للخلفية الموجودة في الفضاء.

من جزيئات بسيطة إلى سلاسل صغيرة

عند عودة العينات إلى الأرض، استخدم الفريق تحليلاً كيميائياً عالي الدقة ليرى ما تغيّر. وجدوا أن مزيج الفورستريت والإشعاع الفضائي منخفض الجرعة وطويل الأمد ربط الأحماض الأمينية معاً ليكوّن ثنائي ببتيد—سلاسل صغيرة من حمضين أمينيين مرتبطين بنفس نوع الرابطة الموجودة في البروتينات. هذه النواتج لم تظهر بدون الإشعاع، وكانت أكثر ندرة بكثير عندما غابت المعادن أو عندما تعرّضت العينات لفترات قصيرة من جرعات عالية في تجارب الضبط على الأرض. لم يقتصر دور الفورستريت على حماية العضويات الهشة من التحلل؛ بل عمل أيضاً كمحفّز، معزّزاً عدد وأنواع ثنائيات الببتيد المتشكلة، مع ارتفاع بعض العوائد بأكثر من أربعين ضعفاً عند وجود مضاف غني بالفوسفور.

شحن جزيئات حاملة طاقة الحياة

لا تعتمد الحياة على سلاسل الأحماض الأمينية وحدها، بل أيضاً على جزيئات تحمل الطاقة وتخزن المعلومات الوراثية. لاستكشاف هذا الجانب، أضاف العلماء تريميتافوسفات الصوديوم، مركب فوسفوري تفاعلي، ونيوكليوزيدات إلى عيناتهم المغطاة بالمعدن. تحت تأثير إشعاع الفضاء، أنتج هذا المزيج نيوكليوتيدات—نيوكليوزيدات مرتبطة بمجموعات فوسفات—تشابه إلى حد كبير لبنات بناء الـRNA وجزيئات الطاقة الأساسية مثل ATP. كان أحد النواتج، شكل من الأدينوزين أحادي الفوسفات (AMP)، وفيراً بشكل خاص وأظهر تفضيلاً قوياً لنفس موضع الارتباط الذي تفضّله الأحياء الحديثة. كان يمكن أن تتشكل هذه النيوكليوتيدات حتى بدون معادن، لكن الفورستريت زاد كثيراً من كميتها وساعدها على النجاة خلال أشهر من التعرض للإشعاع.

ربط كيمياء الطاقة بالببتيدات الصغيرة

في الخلايا الحية، تنشّط إنزيمات خاصة الأحماض الأمينية بربطها مؤقتاً بـATP في وسط عالي الطاقة قبل بناء البروتينات. وبشكل لافت، كوّنت العينات المعدنية المعرضة للفضاء أقارب كيميائية قريبة من هذه الوسطيات دون أي إنزيمات أو ماء سائل. كشف البحث عن هجينيات حمض أميني–نيوكليوتيدية تعكس الهياكل التي تستخدمها البيولوجيا لربط المعلومة الوراثية بتكوين الببتيدات. أشارت تجارب الضبط الأرضية واختبارات الآليات إلى أن أيونات المغنيسيوم في المعدن، وسطحه القلوي الطفيف، والجذب الكهربائي بين المجموعات المشحونة تعمل معاً، بينما يوفر الإشعاع الطاقة اللازمة لإعادة ترتيب الروابط بدلاً من مجرد تدمير الجزيئات.

أماكن جديدة للبحث عن بدايات الحياة

تشير هذه النتائج إلى أن المناطق الغنية بمعادن شبيهة بالأوليفين، والمحمية إلى حد ما من الإشعاع القاسي ولكنها لا تزال معرضة لتدفق منخفض الجرعة مستمر، قد تكون مصانع صغيرة طبيعية للكيمياء قبل الحيوية. بدلاً من أن يقتصر دور الفضاء على إيصال جزيئات بسيطة إلى الكواكب الشابة، قد يجمع أيضاً أجزاء أكثر تقدماً جزئياً—ببتيدات قصيرة، نيوكليوتيدات، وهجنيات حمض أميني–نيوكليوتيد—قبل هبوطها. للغير متخصص، الرسالة الأساسية هي أن كيمياء الحياة لا تتطلب ظروف مختبرية رقيقة: غبار الفضاء العادي، معادن أثرية من الفوسفور، والإشعاع الكوني الضعيف لكن المستمر قد تقود المكونات البسيطة مسافة مفاجئة على الطريق نحو الأحياء.

الاستشهاد: Ding, R., Qiu, S., Guo, X. et al. Space ionizing radiation triggers the formation of peptides and organophosphates on olivine surfaces. Nat Commun 17, 3210 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69575-x

الكلمات المفتاحية: كيمياء قبل حيوية, إشعاع الفضاء, معادن الأوليفين, تكوين الببتيدات, أصل الحياة