Komplekse molekyler kan rumme hemmeligheden bag at identificere fremmede liv

Et nyt system, der er i stand til at identificere komplekse molekylære signaturer, kunne hjælpe med at søge efter fremmed liv i universet og kunne endda føre til skabelsen af ​​nye livsformer i laboratoriet, siger videnskabsmænd.

University of Glasgow forskere har udviklet en ny metode kaldet Assembly Theory, som kan bruges til at kvantificere, hvor sammensat eller komplekst et molekyle er i laboratoriet ved hjælp af teknikker som massespektrometri. Jo mere kompleks objektet er, jo mere usandsynligt, at det kunne opstå tilfældigt, og jo mere sandsynligt blev det gjort af evolutionsprocessen.

Glasgow-holdet, ledet af professor Lee Cronin, udviklet Assembly Theory i samarbejde med samarbejdspartnere ved NASA og Arizona State University. Sammen, de har vist, at systemet fungerer med prøver fra hele jorden og udenjordiske prøver.

Systemet bruger massespektrometri til at bryde molekylet i bits og tæller antallet af unikke dele. Jo større antal unikke dele, jo større samlingsnummer, og holdet har været i stand til at vise, at livet på jorden kun kan lave molekyler med høje samlingstal.

En af hovedudfordringerne ved søgen efter udenjordisk liv har været at identificere, hvilke kemiske signaturer der er unikke for liv, fører til adskillige i sidste ende ubeviste påstande om opdagelsen af ​​fremmed liv. De metaboliske eksperimenter af NASA's Viking Martian lander, for eksempel, kun påvist simple molekyler, hvis eksistens kunne forklares ved naturlige ikke-levende processer ud over levende processer.

I et nyt papir offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturkommunikation , holdet beskriver en universel tilgang til livsdetektion.

Professor Cronin, Regius professor i kemi ved University of Glasgow, sagde:"Vores system er den første falsificerbare hypotese for livsdetektion. Det er baseret på ideen om, at kun levende systemer kan producere komplekse molekyler, der ikke kunne dannes tilfældigt i nogen overflod. Dette giver os mulighed for at omgå problemet med at definere liv - i stedet fokuserer vi på om kompleksiteten af ​​kemien."

Teorien om molekylær samling kan også bruges til at forklare, at jo større antal trin, der er nødvendige for at dekonstruere et givet komplekst molekyle, jo mere usandsynligt er det, at molekylet blev skabt uden liv.

Denne nedbrydning giver et kompleksitetsmål, kaldet det molekylære samlingsnummer. I modsætning til alle andre kompleksitetstilgange, imidlertid, det er det første, der er eksperimentelt målbart. Holdet viste, at det var muligt eksperimentelt at observere antallet af molekylære samlinger af enkelte molekyler i laboratoriet ved at dekonstruere dem ved hjælp af fragmenterings-tandem-massespektrometri. Dermed, kompleksitetsmålet er adskilt fra alle andre kompleksitetsmål, fordi det både er beregneligt og direkte observerbart.

Et livsdetektionsinstrument baseret på denne metode kunne indsættes på missioner til udenjordiske steder for at detektere biosignaturer, eller endda opdage fremkomsten af ​​nye former for kunstigt liv i laboratoriet.

Professor Cronin tilføjede:"Dette er vigtigt, fordi udvikling af en tilgang, der ikke kan producere falske positiver, er afgørende for at understøtte den første opdagelse af liv hinsides Jorden, en begivenhed, der kun vil ske én gang i menneskehedens historie."