Een nieuw systeem dat in staat is om complexe moleculaire handtekeningen te identificeren, zou kunnen helpen bij het zoeken naar buitenaards leven in het universum en zou zelfs kunnen leiden tot het creëren van nieuwe vormen van leven in het laboratorium, wetenschappers zeggen.

Onderzoekers van de Universiteit van Glasgow hebben een nieuwe methode ontwikkeld, genaamd Assemblagetheorie, die kan worden gebruikt om te kwantificeren hoe geassembleerd of complex een molecuul in het laboratorium is met behulp van technieken zoals massaspectrometrie. Hoe complexer het object, des te onwaarschijnlijker dat het door toeval kan ontstaan, en hoe waarschijnlijker het werd gemaakt door het proces van evolutie.

Het Glasgow-team, onder leiding van professor Lee Cronin, ontwikkelde Assemblagetheorie in samenwerking met medewerkers van NASA en de Arizona State University. Samen, ze hebben aangetoond dat het systeem werkt met monsters van over de hele aarde en met buitenaardse monsters.

Het systeem maakt gebruik van massaspectrometrie om het molecuul in stukjes te breken en het aantal unieke onderdelen te tellen. Hoe groter het aantal unieke onderdelen, hoe groter het assemblagenummer en het team heeft kunnen aantonen dat het leven op aarde alleen moleculen kan maken met hoge assemblagenummers.

Een van de belangrijkste uitdagingen van de zoektocht naar buitenaards leven is het identificeren van welke chemische handtekeningen uniek zijn voor leven, wat leidde tot een aantal uiteindelijk onbewezen claims van de ontdekking van buitenaards leven. De metabole experimenten van NASA's Viking Marslander, bijvoorbeeld, alleen eenvoudige moleculen gedetecteerd waarvan het bestaan ​​naast levende processen ook verklaard kon worden door natuurlijke niet-levende processen.

In een nieuw artikel dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Natuurcommunicatie , het team beschrijft een universele benadering van levensdetectie.

Professor Cronin, Regius hoogleraar scheikunde aan de Universiteit van Glasgow, zei:"Ons systeem is de eerste falsifieerbare hypothese voor het detecteren van leven. Het is gebaseerd op het idee dat alleen levende systemen complexe moleculen kunnen produceren die niet willekeurig in overvloed kunnen worden gevormd. Dit stelt ons in staat om het probleem van het definiëren van leven te omzeilen - in plaats daarvan richten we ons op op de complexiteit van de chemie."

De theorie van moleculaire assemblage kan ook worden gebruikt om uit te leggen dat hoe groter het aantal stappen dat nodig is om een ​​bepaald complex molecuul te deconstrueren, des te onwaarschijnlijker is het dat het molecuul zonder leven is gemaakt.

Deze decompositie biedt een complexiteitsmaat, het moleculaire assemblagenummer genoemd. In tegenstelling tot alle andere complexiteitsbenaderingen, echter, het is de eerste die experimenteel meetbaar is. Het team toonde aan dat het mogelijk was om het aantal moleculaire assemblages van afzonderlijke moleculen in het laboratorium experimenteel te observeren door ze te deconstrueren met behulp van fragmentatie tandem massaspectrometrie. Dus, de complexiteitsmaatstaf onderscheidt zich van alle andere complexiteitsmaatstaven omdat deze zowel berekenbaar als direct waarneembaar is.

Een levensdetectie-instrument op basis van deze methode zou kunnen worden ingezet op missies naar buitenaardse locaties om biosignaturen te detecteren, of zelfs de opkomst van nieuwe vormen van kunstmatig leven in het laboratorium te detecteren.

Professor Cronin voegde toe:"Dit is belangrijk omdat het ontwikkelen van een benadering die geen valse positieven kan produceren van vitaal belang is om de eerste ontdekking van leven buiten de aarde te ondersteunen, een gebeurtenis die maar één keer in de menselijke geschiedenis zal plaatsvinden."