aminohappo

Komeetat - uhka vai mahdollisuus?

Ke, 08/19/2015 - 12:16 Markus Hotakainen
Komeetan isku

Avaruuden kappaleiden törmäykset Maahan ovat menneinä vuosimiljardeina olleet tuhoisia. Ainakin osa suurista joukkotuhoista on ollut seurausta asteroidin tai komeetan iskusta, jonka seuraukset ovat muuttaneet ilmastoa radikaalisti.

Komeettoja on kuitenkin pidetty myös mahdollisina elämän edistäjinä – tosin monet "tutkimukset" ovat osoittautuneet huuhaaksi ainakin lennokkailta johtopäätöksiltään. 

Parhaillaan Prahassa käynnissä olevassa geokemian konferenssissa on esitelty tuoreita tutkimustuloksia, joiden mukaan komeettatörmäykset ovat saattaneet olla merkittävässä asemassa Maan elämän synnyn kannalta.

Japanilaistutkijat Haruna Sugahara ja Koichi Mimura ovat tehneet kokeita, joissa jäljilteltiin komeettojen iskuja Maahan noin neljä miljardia vuotta sitten, kun ensimmäiset merkit elämästä ilmaantuivat planeetallemme.

Kokeessa komeetoissa esiintyvien glysiini-aminohapon ja forsteriitti-silikaattimineraalin sekä veden seos jäähdytettiin noin -200 celsiusasteen lämpötilaan. Kosmista iskua simuloitiin ampumalla jäiseen kohteeseen polykarbonaatti-teräsammus.  

"Törmäyksessä" syntyneet aineet analysoitiin kaasukromatografilla ja tulosten mukaan aminohaposta oli syntynyt lyhyitä peptidiketjuja. Pituutta niillä oli korkeintaan kolmen yksikön verran, mutta ne olivat tyypiltään lupaavia. 

"Kokeemme osoitti, että alhainen lämpötila törmäyshetkellä oli synteesin kannalta keskeinen tekijä, sillä iskussa syntynyt peptidilaji muodostaa todennäköisemmin pidempiä ketjuja", arvioi Sugahara.

Tutkimustulosten mukaan kosmisissa törmäyksissä syntyneiden peptidien määrä olisi suunnilleen sama kuin aiemmin merkittävimpinä pidetyissä maanpäällisissä prosesseissa, kuten sähköpurkausten – eli ukkosmyrskyjen – seurauksena. 

Jos komeetat ovat olleet tärkeitä Maan elämän synnyn kannalta, se herättää kysymyksiä elämän mahdollisuuksista myös muualla. 

"Omassa Aurinkokunnassamme Jupiterin ja Saturnuksen jäisiin kuihin kuten Europaan ja Enceladukseen on ammoin kohdistunut samanlainen komeettapommitus", huomauttaa Sugahara. "Ja NASAn Stardust-luotain on osoittanut, että komeetoissa on glysiiniä."

"Lyhyiden peptidien muodostuminen on keskeinen askel mutkikkaampien molekyylien kemiallisessa evoluutiossa. Kun prosessi on ensin lähtenyt liikkeelle, tarvitaan paljon vähemmän energiaa pidempien peptidiketjujen muodostumiseen maanpäällisissä, vetisissä olosuhteissa", Sugahara päättelee.

Tutkimus on julkaistu Geochemical Journal -tiedelehdessä.

Kuva: NASA/JPL-Caltech/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory

Mammutit, sittenkin verenhimoisia petoja?

To, 06/11/2015 - 16:30 Jarmo Korteniemi
Kuva: petsadviser.com

Tutkijoita on jo pitkään askarruttanut niinsanottu "mammuttipulma". Se menee näin: Mammuteilla on selvät kasvinsyöjän hampaat, hyvin samankaltaiset kuin sukulaisillaan elefanteilla. Mutta, kun tutkitaan eläinten jäänteiden ainekoostumusta pitkään käytössä olleella ja toimivaksi todistetulla metodilla, otukset vaikuttavatkin selvästi syöneen lihaa. Mikä mättää?

Erilaista ravintoa syövillä eläimillä on luissaan (ja muissa tukikudoksissa) erilainen typen isotooppikoostumus. Mitä korkeammalla ravintoverkossa "jalostunutta" ruokaa otus syö, sitä enemmän sen ruhosta löytyy raskasta 15N -isotooppia: Kasvinsyöjissä sitä on vain 2 - 5 promillea, mutta pelkkää lihaa popsivilla jo 9 promillea.

Kun samaa määrityskeinoa käytetään villamammuttien ruokailutottumusten selvittämiseksi, raskaan typen arvo huitelee 8 promillen tietämillä. Ravinnon pitäisi olla selvästi lihapitoista.

Nyt kanadalaistutkijat vaikuttavat ratkaisseen pulman. Määrittäessään Yukonista löytyneiden jääkauden aikaisten eläinten luiden typpikoostumusta, he tutkivat tarkemmin myös niiden rakenneaineita, aminohappoja. Tutkimuksessa perehdyttiin susien, karhujen, kissaeläinten, majavien, hevosten, mastodonttien ja tietysti mammuttien koostumukseen.

Ratkaisu löytyi aminohaposta nimeltä fenyylialaniini: Villamammuteilla typen raskas isotooppi lymysi juuri siinä. Ainoastaan hevosista löytyi muutamia yksilöitä, joilla typpi-15:a oli samassa aminohapossa. Muilla eläimillä - niin kasvinsyöjillä kuin petoeläimilläkin - typpi-15 oli keskittynyt lähinnä muihin aineisiin, eritoten glutamiinihappoon.

Tämä tarkoittaa, että villamammutit - ja jotkut hevosista - popsivat voimakkaan fenyylialaniinista ruokaa. Ja toisaalta pedot eivät syöneet voimakkaan fenyylialaniinisia mammutteja - ainakaan paljoa. Muuten niidenkin fenyylialaniinista olisi löytynyt raskasta typpeä.

Tutkijat päättelivät, että mammuttien ja muiden kasvinsyöjien ruokavalion on täytynyt poiketa toisistaan selvästi. Mammutit todennäköisesti söivät lannalla runsaasti lannoitettuja kasveja, tai sitten popsivat huomattavasti kuivempaa ruokaa kuin muut kasvinsyöjät. Kumpikin johtaa 15N:n kertymiseen oikeaan aminohappoon. Mammuteilla oli arolla oma erikoistunut ekolokeronsa, jossa vierailivat ainoastaan hevoset. Ja nekin vain silloin tällöin.

Vastaus otsikon outoon kysymykseen on siis tyypillisesti "ei". Mutta asia ei kuitenkaan ole ihan niin yksinkertainen kuin miltä se aluksi kuulostaa.

Löytö julkaistiin tiedelehti Nature Scientific Reportsissa 9.6.2015.