Výzkumníci, kteří analyzují americkým vozítkem Curiosity nadrcené horniny objevili největší organické molekuly, jaké kdy byly na Marsu zatím objeveny. Objev, který byl publikován 24. března v Proceedings of the National Academy of Sciences naznačuje, že prebiotická chemie mohla na Marsu pokročit dále, než bylo dosud pozorováno. Vědci analyzovali již existující vzorek kamene v útrobách palubní minilaboratoře SAM (Sample Analysis at Mars) a objevili v nich molekuly jako dekan, undekan a dodekan. Tyto sloučeniny, které tvoří 10, 11 a 12 atomů uhlíku, by mohly být podle vědců pozůstatkem po mastných kyselinách, které byly ve vzorku. Mastné kyseliny patří mezi organické látky, které jsou na zemi základními stavebními kameny života.

Živé organismy produkují mastné kyseliny, které pomáhají vytvářet buněčné membrány a vykonávají řadu dalších funkcí. Ovšem mastné kyseliny mohou vzniknout i bez přispění života – jen vlivem chemických reakcí vyvolaných rozličnými geologickými procesy včetně interakce vody s minerály v hydrotermálních průduších. Ačkoliv není možné potvrdit zdroj identifikovaných molekul, tak už jen to, že je rover Curiosity dokázal objevit, je pro vědecký tým mise úžasná zpráva – a to hned z několika důvodů. Vědci zapojení do mise Curiosity už dříve na Marsu objevili malé a jednoduché organické látky, ovšem objev těchto větších sloučenin poskytuje první důkaz o tom, že organická chemie pokročila směrem ke složitosti, která je nezbytná pro vznik života na Marsu.

Nová studie navíc zvýšila šance, že by se na Marsu mohly zachovat i tzv. biosignatury, velké organické molekuly, které mohou vznikat pouze s přispěním života. Došlo tak k částečnému rozptýlení obav, že se tyto velké sloučeniny po desítkách milionů let vystavení intenzivnímu záření a oxidaci zničí. Podle vědců je toto zjištění dobrou předzvěstí pro plány dopravit vzorky z Marsu na Zemi a analyzovat je pomocí nejmodernějších přístrojů, které jsou zde k dispozici. „Naše studie dokazuje, že i dnes můžeme analýzou vzorků z Marsu detekovat chemické stopy dávného života, pokud někdy na Marsu existoval,“ říká Caroline Freissinet, hlavní autorka studie a výzkumnice z Francouzského národního střediska pro vědecký výzkum v laboratoři pro pozorování atmosféry a vesmíru ve francouzském městě Guyancourt.

V roce 2015 byla Caroline Freissinet spoluvedoucí skupiny, která poprvé přesvědčivě identifikovala marťanské organické molekuly ve stejném vzorku, který byl použit pro současnou studii. Tento vzorek, přezdívaný „Cumberland“, byl mnohokrát analyzován pomocí SAM s využitím různých technik. Rover Curiosity odvrtal vzorek Cumberland už v květnu 2013, když se rover pohyboval v lokalitě marsovského kráteru Gale v oblasti pojmenované Yellowknife Bay. Zátoka Yellowknife Bay, která vypadala jako starobylé jezerní dno, vědce natolik zaujala, že tam vyslali rover, než se vydal opačným směrem ke svému hlavnímu cíli – hoře Mount Sharp, která se tyčí na dně kráteru. A tahle zajížďka za to stála! Ukázalo se, že Cumberland je plný lákavých chemických stop vyprávějících o 3,7 miliardy let staré minulosti kráteru Gale. Vědci již dříve zjistili, že vzorek je bohatý na jílové minerály, které se tvoří ve vodě. Hojně se v něm vyskytuje síra, která může pomáhat uchovávat organické molekuly. Cumberland má také velké množství dusičnanů, které jsou na Zemi nezbytné pro zdraví rostlin a živočichů, a metanu tvořeného druhem uhlíku, který je na Zemi spojen s biologickými procesy.

Možná nejdůležitější je, že vědci určili, že lokalita Yellowknife Bay byla skutečně částí dávného jezera a poskytovala prostředí, ve kterém se mohly hromadit organické molekuly, které byly následně zachovány v jemnozrnné sedimentární hornině zvané slínovec (anglicky mudstone). „Je tu důkaz, že v kráteru Gale byla kapalná voda po miliony let a možná i mnohem déle, což je dost času na to, aby v těchto kráterových prostředích na Marsu došlo k chemickým procesům vedoucím ke vzniku života,“ říká Daniel Glavin, vědec zapojený do programu Mars Sample Return z Goddardova střediska v marylandském Greenbeltu a spoluautor nové studie.

Nedávný objev organických sloučenin byl vedlejším efektem nesouvisejícího experimentu, v rámci kterého se analyzovalo, zda vzorek Cumberland neobsahuje stopy aminokyselin, které jsou základními stavebními kameny bílkovin. Po dvojitém zahřátí vzorků v pícce přístroje SAM následovalo měření hmotnosti uvolněných molekul. V naměřených údajích vědecký tým nezaznamenal žádné aminokyseliny. Všimli si však, že vzorek uvolnil malá množství dekanu, undekanu a dodekanu.

Jelikož se tyto sloučeniny mohly odlomit z ještě větší molekuly během procesu zahřívání, snažili se vědci zpětně vystopovat, z jaké struktury mohou pocházet. Vypracovali hypotézu, že se jedná o pozůstatky některých mastných kyselin – konkrétně zmínili, že v úvahu přichází kyselina undekanová (undecylová), dodekanová (laurová), respektive tridecylová. Vědci testovali své predikce v laboratoři, kde smíchali kyselinu undekanovou s jílem podobným marsovskému a poté provedli experiment jako v případě přístroje SAM. Po zahřátí došlo k očekávanému výsledku – kyselina undekanová uvolnila dekan. Vědci se pak odvolávali na experimenty, které již publikovali jejich kolegové, aby prokázali, že undekan se mohl odštěpit z kyseliny dodekanové a dodekan z kyseliny tridecylové.

Autoři ve své studii odhalili další zajímavý detail spojený s počtem uhlíkových atomů, které tvoří předpokládané mastné kyseliny ve vzorku. Páteří každé mastné kyseliny je dlouhý, přímý řetězec 11 až 13 uhlíků v závislosti na konkrétní molekule. Z nebiologických procesů však obvykle vznikají kratší mastné kyseliny s méně než 12 uhlíky. Podle vědců je možné, že vzorek Cumberland obsahuje i mastné kyseliny s delšími řetězci, ovšem přístroj SAM není optimalizován k detekci těchto delších řetězců. Vědci říkají, že nakonec existuje hranice, do jaké míry lze z přístrojů pro lov molekul, které lze vyslat na Mars, vyvodit závěry. „Jsme připraveni udělat další velký krok a přivézt vzorky z Marsu domů do našich laboratoří, abychom vyřešili debatu o životě na Marsu,“ řekl Glavin.

Přeloženo z:
https://science.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://assets.science.nasa.gov/dynamicimage/assets/science/missions/msl/NASA-Mars-Hydrocarbons-2025.jpg
https://www.chem.ucla.edu/~harding/IGOC/D/dodecane01.png
https://assets.science.nasa.gov/content/dam/science/missions/msl/Cumberland-Drill-Hole-PIA16935_Rotated.gif