Organické molekuly na Marsu

Hledání stop života na Marsu připomíná skládání obrovské mozaiky, kde každý nový střípek může změnit celkový obraz. Vědci díky roveru Curiosity identifikovali na Rudé planetě organické molekuly.

Organika na Marsu

Jedná se o největší a nejsložitější organické sloučeniny, jaké jsme na povrchu rudé planety kdy přímo naměřili - dekany, undekany a dodekany.

Můžeme se tedy optimisticky domnívat, že pradávné komplexní chemické procesy mohly být na Marsu kdysi opravdu schopné vytvořit život?

Vzorek, ve kterém byly tyto vzácné molekuly nalezeny, pochází z vrtu v místě nazvaném Cumberland v kráteru Gale. Jedná se o pradávný jezerní jílovec, tedy horninu, která vznikla usazováním jemného bahna na dně jezera. Muselo se to odehrát před miliardami roků.

Podobné jílové minerály fungují jako dokonalý trezor. Díky své struktuře dokázaly dodnes uchránit křehké organické řetězce před zničením. Na povrchu Marsu na organické molekuly totiž dopadá silné kosmické záření a ani přítomnost silných oxidantů není zrovna vhodná pro uchování jejich chemické struktury.

Podle odhadů vědců mohou být organické molekuly, objevené na Marsu, staré neuvěřitelných 3,7 miliardy roků. Jejich stáří je zajímavé také proto, že se shoduje s obdobím, kdy na Zemi začal vznikat první život. Procházely tedy obě planety v té době podobným chemickým vývojem?

Stopy mastných kyselin a stavební kameny života

Vědci se domnívají, že tyto dlouhé uhlovodíkové řetězce by mohly být ve skutečnosti úlomky mnohem větších molekul, konkrétně mastných kyselin. Na Zemi tvoří mastné kyseliny buněčné membrány a jsou základním stavební součástí živých organismů.

I když ani samotná přítomnost těchto látek na Marsu ještě automaticky neznamená důkaz minulé existence života, naznačuje, že tamní prostředí možná bylo schopné produkovat chemii, která byla podobná té pozemské.

Pro pořádek musíme zmínit také to, že nalezené organické molekuly mohly vzniknout také abioticky, tedy čistě chemickými procesy bez přispění živých organismů. Mohly se vytvořit díky Fischerově-Tropschově reakci uvnitř marsovské kůry nebo mohly být na povrch planety dopraveny meteority.

Nové metody pro stará tajemství

Zajímavé je i to, jakým způsobem k objevu došlo. Rover Curiosity, který sbíral vzorky v kráteru Gale, odebral vzorek jemnozrnného jílovce z lokality Cumberland.

Vzorek horniny nebyl vybrán náhodou. Šlo o sedimenty vzniklé před zhruba 3,7 miliardami roků, kdy v kráteru Gale existovalo stabilní sladkovodní jezero s neutrálním pH. Analýza ukázala, že tehdejší prostředí obsahovalo všechny biogenní prvky – uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síru.

Odebraný vzorek horniny byl následně dopraven do nitra roveru, do mobilní laboratoře SAM (Sample Analysis at Mars). Analýza probíhala pomocí pyrolýzy s následnou plynovou chromatografií a hmotnostní spektrometrií. Vzorek byl postupně zahříván na teploty přesahující 800 stupňů Celsia. Přitom se složité organické látky uvězněné v hornině začaly rozkládat a uvolňovat těkavé plyny, které pak přístroje analyzovaly.

Vědci se původně zaměřili na hledání aminokyselin pomocí speciální techniky zvané derivatizace, při které se do vzorku přidávají chemická činidla usnadňující detekci. Právě během tohoto experimentu však narazili na něco neočekávaného. Místo aminokyselin přístroje zaznamenaly jasné signály dlouhých řetězců alkanů - výše zmiňovaných dekanů, undekanů a dodekanů.

Nalezené molekuly

... patří do skupiny n-alkanů s přímým řetězcem. To je pro vědce velmi důležitá informace, protože takto dlouhé a lineární uhlovodíky jsou na Zemi často produktem biologických procesů, konkrétně rozpadu lipidů a mastných kyselin. Studie uvádí, že tyto řetězce o délce 10 až 12 atomů uhlíku jsou pravděpodobně jen zlomky ještě mnohem větších struktur, které se během pyrolýzy v pícce rozpadly. Původní molekuly mohly mít řetězce dlouhé 20 až 30 atomů, což už jsou parametry látek, které tvoří ochranné vrstvy nebo membrány živých buněk.

Aby vědci vyloučili možnost, že jde o pozemskou kontaminaci, museli provést složité srovnávací testy s prázdnými kelímky a kontrolními vzorky, které potvrdily, že tyto molekuly jsou skutečně marsovského původu.

Optimistické výsledky pokusu

Pokud se v budoucnosti potvrdí, že marsovské prostředí bylo skutečně bohaté na tyto komplexní řetězce, znamená to, že Mars mohl být v dávné minulosti skutečně vhodný pro život. Dnes už se tedy nacházíme v situaci, kdy se neptáme, jestli na Marsu kdysi existovala tekutá voda - ale snažíme se zjistit, jestli na něm existovaly primitivní organismy. Pokud se je podaří prokázat, bude to znamenat, že je existence života vlastně jen logickým následkem určitých fyzikálních a chemických podmínek. Znamenalo by to, že dostatečně složité chemické reakce se mohou očekávat na jakékoliv planetě, která má pro život příhodné podmínky.
^{Zdroj: Freissinet C. et al., Long-chain alkanes preserved in a Martian mudstone, PNAS (2025)}