Neću da se hvalim, ali najstarije od svega što imam u stanu starije je ne samo od mene i moga oca, djeda, pradjeda, šukundjeda i divendjeda – nego i od našeg planeta. Kako to? Imam naime komad hondrita, meteorita koji je nastao od nebeskog tijela koje se nije promijenilo već pet milijarda godina. Nakon što je došlo do sljepljivanja (akrecije) primarnog materijala – od kojeg su se poslije formirala veća nebeska tijela (pri čemu je došlo do taljenja) –  ništa se s nebeskim tijelom čiji komadić držim na polici nije dogodilo, izuzmemo li kratak let kroz atmosferu, koji uostalom ni na koji način nije utjecao na njegov sastav.

No sada ozbiljno. Upravo zbog starosti meteoriti iz skupine hondrita plijene već dugo pažnju znanstvenika. Posebice su im zanimljivi hondriti koji sadrže ugljik, ugljični hondriti. To dakako ne znači da sadrže samo ugljik, ugljik u elementarnom stanju (= grafit i dijamant), nego i mnoge ugljikove, organske spojeve. Najviše u ugljičnim hondritima ima kerogena, katranu slične tvari. Kakav je točan sastav tog svemirskog katrana ne zna se, jer je riječ o smjesi tvari vrlo velikih i složenih molekula. Mnogo se međutim više zna o organskim spojevima malih molekula kojih – pokazuju precizne analize – ima na stotine tisuća. Među njima se izdvajaju aminokiseline, kemijski spojevi od kojih polimerizacijom nastaju proteini.

Logičan zaključak: aminokiseline nisu nastale na Zemlji nego su na nju došle meteoritima. Ta je hipoteza to vjerojatnija jer je u vrijeme formiranja našeg planeta na njega padalo mnogo više „kamenja iz svemira“ nego danas. No kako su nastale aminokiseline?

Odgovor na to pitanje nudi znanstveni rad japanskih znanstvenika predvođenih kemičarkom Yoko Kebukawa „Gama- ray-induced amino acid formation in aqueous small bodies in the early solar system“ objavljen u časopisu ACS Central Science. Eksperiment koji su izveli posve je jednostavan: u staklenu epruvetu stavili su vodu u kojoj su otopili najjednostavniji dušikov spoj, amonijak (NH₃) i dva najjednostavnija organska spoja koja sadrže kisik – metanol, CH₃OH, i formaldehid (metanal), HCHO. Vodenu otopinu amonijaka, metanala i matanola (u množinskom omjeru 6:8:1) zatim su podvrgnuli djelovanju gama-zračenja (kobalt-60). I što su dobili?

Rekli bismo da ako su već dobili aminokiseline, onda je među njima moralo najviše biti one najjednostavnije koja se zove glicin, H₂NCH₂COOH. No nije tako, ili – bolje rečeno – dobili su više aminokiselina, ali među njima nije prednjačio glicin. Najviše je bilo alanina, oko 30 puta više od glicina. Više od glicina, no 19 puta manje od alanina, bilo je beta-alanina, aminokiseline koja ne izgrađuje proteine. Odgovara li to onome što nalazimo u meteoritima?

Ne odgovara. U najpoznatijem ugljičnom hondritu, meteoritu Murchinson, nazvanom tako po selu Bogu iza nogu u Australiji (jer meteoriti dobivaju ime prema mjestu gdje su pronađeni, bez obzira gdje se to mjesto nalazilo i od koliko se kuća sastojalo) ima otprilike isto toliko alanina koliko i beta-alanina, oko 1,4 ppm (grama po toni). Kako to može biti, kad je – prema rezultatima do kojih su došli japanski znanstvenici – alanina moralo nastati mnogo više?

I nastalo ga je više, ali ga je više i nestalo. Sve postaje jasnije obratimo li pozornost na temeljni problem, na osnovno pitanje: „Odakle je dolazilo zračenje za pokretanje kemijskog procesa?“

Najvažniji radionuklid u vrijeme formiranja Sunčeva sustava bio je aluminij-26. Njegovo vrijeme poluraspada iznosi 717 tisuća godina.  Tako brzo raspadanje (u geološkom, a još više u kozmološkom smislu) dovelo je do toga da se za 10 milijuna godina brzina doze aluminija smanjila od 6 Gy/god na samo 0,00045 Gy/god. Za to je vrijeme nastalo 19 puta više alanina nego beta-alanina. Nakon toga je sinteza obje aminokiseline praktički stala pa da je tako ostalo, u ugljičnim bi hondritima njihov omjer bio 19:1, a ne 1:1.

Ali nije tako ostalo. Sve ima svoju trajnost, pa tako i trajnost aminokiselina na mjestu tako hladnom i tamnom da hladnije i tamnije ne može biti – u asteroidu okruženom svemirskim vakuumom. Trajnost beta-alanina veća je od trajnosti alanina. Njegova je termička stabilnost veća, pa se sporije raspadao od alanina. Time su japanski znanstvenici uspjeli objasniti aminokiselinski sastav ugljičnih hondrita. A postanak života na Zemlji? To je malo duža priča, ali zaključak je kratak: najčešća aminokiselina u pradavnom oceanu bio je alanin. Jer tada ga je u meteoritima bilo mnogo više nago danas – čak pola kilograma po toni.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije i povijesti znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 3000 znanstveno-popularnih članaka te 14 znanstveno-popularnih knjiga.