Naukowcy od dawna zastanawiają się, czy komety i meteoroidy obecne w przestrzeni kosmicznej mogły przynieść życie na Ziemię, a także w jakiej formie się to odbyło. Próbują dowiedzieć się, czy były to proste mikroorganizmy takie jak bakterie, czy też związki organiczne, z których w sprzyjających warunkach środowiska mogły powstać bardziej złożone struktury.

Od niedawna dysponujemy informacjami zbliżającymi nas do uzyskania odpowiedzi na to pytanie. Dowodów dostarczyły pomiary wykonane przez sondę Rosetta Europejskiej Agencji Kosmicznej, wystrzelonej w przestrzeń kosmiczną w 2004 roku. Jej zadaniem było wejście na orbitę wokół jądra komety Czuriumow-Gierasimienko i osadzenie na jego powierzchni lądownika Philae, co nastąpiło w 2016 roku.

Pomiary wykonane przez sondę przyniosły niezwykle interesujące dane w kontekście teorii panspermii. W gazowej otoczce jądra komety odkryto bowiem glicynę i inne proste związki organiczne, natomiast w pyle otaczającym kometę odnaleziono fosfor. Wcześniej, w 2004 roku, dzięki misji NASA Stardust, udało się stwierdzić występowanie glicyny w przestrzeni międzygwiezdnej i w próbkach z komety Wild-2. Wówczas sądzono jednak, że próbki zostały zanieczyszczone już na Ziemi i nie przywiązywano większej wagi do uzyskanych wyników. Bezpośrednie odkrycie glicyny na komecie Czuriumow-Gierasimienko ostatecznie potwierdziło prawdziwość wcześniejszych obserwacji.

Jakie jest znaczenie tego odkrycia? Z punktu widzenia określenia pochodzenia życia na Ziemi ogromne. Glicyna jest bowiem najprostszym aminokwasem powszechnie występującym w białkach, natomiast fosfor wchodzi w skład ścian komórkowych i nici DNA. Co więcej, nie były to jedyne substancje potrzebne do powstania życia, które odkryto na komecie i w otaczającym ją obłoku pyłowym. Występuje tam również cyjanowodór i siarkowodór, związki alkoholowe, karbonylowe, amidowe, nitrylowe oraz izocyjaniany, które potencjalnie mogą być podstawą powstawania bardziej złożonych struktur organicznych, takich jak cukry, aminokwasy, a nawet nici DNA.

Kolejne eksperymenty dostarczyły jeszcze ciekawszych danych. Naukowcom z NASA udało się bowiem w symulowanych laboratoryjnie warunkach kosmicznych uzyskać z występującej w meteorytach pirymidyny trzy podstawowe części kwasów nukleinowych DNA i RNA – cytozynę, tyminę i uracyl, które wykorzystuje każda forma życia na Ziemi.

Do budowy kwasów nukleinowych potrzebny jest jeszcze jeden kluczowy składnik – ryboza. Ów także udało się zsyntetyzować z mieszaniny wody, metanolu i amoniaku w symulowanych warunkach panujących w przestrzeni kosmicznej. Stworzono je poprzez naświetlanie mieszaniny światłem ultrafioletowym, w niskiej temperaturze.

Sama obecność związków organicznych w kosmosie nie oznacza jednak, że automatycznie powstało z nich życie na Ziemi. Konieczny jest czynnik uruchamiający reakcję. Zdaniem części badaczy siłą sprawczą mogło być zderzenie kosmicznej cząstki z powierzchnią Ziemi oraz towarzyszący mu gwałtowny wzrost ciśnienia i temperatury, który jest niezwykle ważnym elementem procesów syntezy prebiotycznej.

Komputerowa symulacja bombardowania powierzchni Ziemi mieszaniną lodu, aminokwasów i skał dowiodła, że dzięki zderzeniom powstały cząsteczki wody, dwutlenku węgla i innych, bardziej złożonych związków organicznych. Bardzo wysokie ciśnienie rzędu 49 GPa i temperatura sięgająca 2500 °C, które powstają podczas kolizji, powodują kondensowanie się aminokwasów – w tym odkrytej na komecie Czuriumow-Gierasimienko glicyny – w większe, bogate w węgiel cząstki.

Kiedy temperatura obniża się do warunków otoczenia, cząstki te przekształcają się w związki organiczne zawierające azot, większe i bardziej złożone chemicznie niż te utworzone w klasycznych scenariuszach biogenezy opartych na koncepcji pierwotnej zupy Oparina i Haldane’a. W trakcie reakcji powstały również inne cząstki organiczne, na przykład guanidyna, mocznik i kwas karbaminowy.

Być może zatem blisko 4 mld lat temu, podczas okresu tak zwanego wielkiego bombardowania – kiedy to na Ziemi tworzyły się pierwsze oceany, a na jej powierzchnię spadało mnóstwo materii kosmicznej – życie nie zaczęło się wyłącznie od syntezy najprostszych składników, takich jak woda, metan, amoniak i wodór. Niewykluczone, że w procesie tym miały też udział bardziej złożone związki węgla ułatwiające i przyspieszające syntezę pierwszych aminokwasów, z których powstały peptydy, potem zaś białka i nukleotydy będące podstawowymi składnikami DNA. Jest jeszcze wiele pytań, na które badacze szukają odpowiedzi.

Teoria panspermii ma także liczne grono krytyków. Koronnym argumentem jest to, że żadne formy życia nie mogą przetrwać w warunkach kosmicznych – w próżni, w temperaturach bliskich zeru absolutnemu oraz przy wysokich poziomach promieniowania UV i kosmicznego. Podkreślają oni także, że koncepcja ta nie odpowiada na pytania o pochodzenie życia, a jedynie wskazuje na teoretyczną możliwość transportu międzyplanetarnego. Utrzymują też, że gazami występującymi w przestrzeni kosmicznej są głównie wodór i hel. Ten ostatni jako gaz szlachetny nie wchodzi w skład żadnych znanych nam dziś form życia. Zwracają uwagę również na zabójcze dla organizmów żywych (w tym bakterii) promieniowanie kosmiczne oddziałujące na komety i meteoroidy podczas ich wędrówki w kosmosie, a także na niszczące działanie procesów tarcia występujące przy przechodzeniu meteoroidu przez ziemską atmosferę. Na skutek wzrostu temperatury następuje przecież najczęściej jego całkowite unicestwienie.

Argumenty te nie przekonują zwolenników panspermii, którzy uparcie twierdzą, że pierwsze etapy biogenezy nie musiały być ograniczone tylko do Ziemi. Co więcej, uznają, że materiał organiczny pochodzący z kosmosu może być odpowiedzialny za powstawanie nieznanych dotąd chorób czy modyfikacji genetycznych organizmów ziemskich. Być może w przyszłości ów spór rozwiążą wyniki kolejnych badań naukowych.

Czy zdobędziemy ostateczne dowody pozwalające określić, na czym polegała biogeneza na Ziemi? Nie ma takiej pewności. Na pewno jednak ta wiedza byłaby przydatna podczas tworzenia koncepcji zasiedlania innych planet, na przykład Marsa.