Na Marsu objeveny organické molekuly nebývalé velikosti

Organické molekuly s dlouhým řetězcem dekan, undekan a dodekan. Jedná se o největší organické molekuly dosud objevené na Marsu. Byly zjištěny ve vyvrtaném vzorku horniny nazvaném „Cumberland“, který analyzovala laboratoř pro analýzu vzorků na Marsu ve spodní části vozítka Curiosity agentury NASA. Rover, jehož selfie je na pravé straně snímku, zkoumá kráter Gale od roku 2012. V pozadí řetězců molekul je slabě patrný snímek vrtu Cumberland.

Vědci, kteří analyzovali prach horniny přístroji na palubě roveru Curiosity společnosti NASA, objevili dosud největší organické sloučeniny na rudé planetě. Zjištění publikované v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences naznačuje, že prebiotická chemie mohla na Marsu pokročit dále, než bylo dosud pozorováno.

Vědci prozkoumali vzorek horniny v minilaboratoři SAM (Sample Analysis at Mars) roveru Curiosity a nalezli molekuly dekanu, undekanu a dodekanu. Tyto sloučeniny, které se skládají z 10, 11 a 12 atomů uhlíku, jsou považovány za fragmenty mastných kyselin, které se ve vzorku zachovaly. Mastné kyseliny patří mezi organické molekuly, které jsou na Zemi chemickými stavebními kameny života.

Živé organismy produkují mastné kyseliny, které pomáhají vytvářet buněčné membrány a plnit různé další funkce. Mastné kyseliny však mohou vznikat i bez života, a to chemickými reakcemi vyvolanými různými geologickými procesy, včetně interakce vody s minerály v hydrotermálních vývěrech. Ačkoliv neexistuje způsob, jak potvrdit zdroj identifikovaných molekul, jejich nález je pro vědecký tým Curiosity vzrušující z několika důvodů.

Rover Curiosity již dříve objevil na Marsu malé, jednoduché organické molekuly, ale nález těchto větších sloučenin je prvním důkazem, že organická chemie pokročila směrem ke složitosti potřebné pro vznik života na Marsu.

Nová studie také zvyšuje šanci, že by se na Marsu mohly zachovat velké organické molekuly, které mohou vznikat pouze v přítomnosti života, známé jako „biosignatury“, a rozptyluje tak obavy, že se tyto 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 bychom mohli analýzou vzorků z Marsu odhalit chemické stopy minulého života, pokud na Marsu někdy existoval,“ uvedla Caroline Freissinetová, hlavní autorka studie a vědecká pracovnice francouzského Národního centra pro vědecký výzkum v Laboratoři pro atmosféru, pozorování a vesmír ve francouzském Guyancourtu.

V roce 2015 Freissinetová, spoluvedoucí týmu, který poprvé přesvědčivě identifikoval 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 odebral vzorek Cumberland v květnu 2013 z oblasti v marsovském kráteru Gale, která se nazývá „Yellowknife Bay“. Vědce oblast Yellowknife Bay, která vypadala jako starobylé jezerní dno, zaujala natolik, že tam vyslali rover předtím, než se vydal opačným směrem ke svému hlavnímu cíli – hoře Mount Sharp, která se zvedá ze dna kráteru.

Tato zajížďka stála za to: Ukázalo se, že Cumberland je plný lákavých chemických stop 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. Je v něm hojně síry, která může pomoci uchovat 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.

Nejdůležitější je, že vědci zjistili, že v zátoce Yellowknife se skutečně nacházelo dávné jezero, které poskytovalo prostředí schopné koncentrovat organické molekuly a uchovat je v jemnozrnných sedimentárních horninách.

„Existují důkazy, že v kráteru Gale existovala kapalná voda po miliony let a pravděpodobně mnohem déle, což znamená, že v těchto kráterových jezerech na Marsu byl dostatek času na to, aby se v nich vytvořil život,“ řekl Daniel Glavin, vedoucí vědecký pracovník pro návrat vzorků v Goddardově středisku vesmírných letů NASA v Greenbeltu v Marylandu a spoluautor studie.

Nedávný objev organických sloučenin byl vedlejším efektem nesouvisejícího experimentu, jehož cílem bylo hledat v Cumberlandu stopy aminokyselin, které jsou základními stavebními kameny bílkovin. Po dvojím zahřátí vzorku v peci přístroje SAM a následném změření hmotnosti uvolněných molekul tým nezjistil žádné známky přítomnosti aminokyselin. Všimli si však, že vzorek uvolnil malé množství dekanu, undekanu a dodekanu.

Protože se tyto sloučeniny mohly během zahřívání oddělit od větších molekul, vědci zpětně zjišťovali, z jakých struktur mohly pocházet. Předpokládali, že tyto molekuly jsou zbytky mastných kyselin: kyseliny undekanové, kyseliny dodekanové a kyseliny tridekanové.

Vědci svůj předpoklad ověřili v laboratoři, když kyselinu undekanovou přimíchali do jílu podobného horninám Marsu a provedli experiment podobný experimentu na SAM. Po zahřátí se z kyseliny undekanové uvolnil dekan, jak se předpokládalo. Vědci se pak odvolali na experimenty, které již publikovali jiní vědci, a ukázali, že undekan se mohl odštěpit z kyseliny dodekanové a dodekan z kyseliny tridekanové.

Autoři ve své studii zjistili další zajímavý detail týkající se počtu atomů uhlíku, které tvoří předpokládané mastné kyseliny ve vzorku. Páteř každé mastné kyseliny tvoří dlouhý přímý řetězec o 11 až 13 uhlících, v závislosti na molekule. Pozoruhodné je, že nebiologické procesy obvykle vytvářejí kratší mastné kyseliny, s méně než 12 uhlíky.

Podle vědců je možné, že vzorek z Cumberlandu obsahuje mastné kyseliny s delším řetězcem, ale SAM není optimalizován pro detekci 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.

Zdroj: https://phys.org/news/2025-03-molecules-unprecedented-size-mars.html a https://science.nasa.gov/missions/mars-science-laboratory/nasas-curiosity-rover-detects-largest-organic-molecules-found-on-mars/

autor: František Martinek