พบน้ำตาล "อิริทรูโลส" ในอวกาศ ไขปริศนาต้นกำเนิดสิ่งมีชีวิต

สำหรับอิริทรูโลสเป็นน้ำตาลชนิดคีโตสที่ประกอบด้วยคาร์บอน 4 อะตอม บนโลกพบได้ตามธรรมชาติในผลราสเบอร์รี่ และยังถูกนำไปใช้เป็นส่วนผสมในผลิตภัณฑ์ทำผิวสีแทน เนื่องจากสามารถทำปฏิกิริยากับกรดอะมิโนบนผิวหนังจนทำให้เกิดสีน้ำตาล

อย่างไรก็ตาม การตรวจพบโมเลกุลชนิดเดียวกันในห้วงอวกาศถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ เพราะแสดงให้เห็นว่าสารอินทรีย์ที่มีความซับซ้อนสามารถก่อตัวขึ้นได้ตั้งแต่ก่อนการกำเนิดระบบสุริยะ

การค้นพบครั้งนี้เกิดจากการสำรวจกลุ่มเมฆโมเลกุล G+0.693-0.027 ซึ่งอยู่ใกล้ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ห่างจากโลกประมาณ 26,700 ปีแสง หรือระยะทางที่แสงต้องใช้เวลาเดินทางกว่า 26,700 ปี โดยนักวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Yebes ขนาด 40 เมตร (Yebes 40m radiotelescope) และ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ IRAM ขนาด 30 เมตร (IRAM 30m radiotelescope) ในประเทศสเปน ตรวจจับสัญญาณคลื่นความถี่ของโมเลกุลภายในกลุ่มก๊าซ ก่อนนำข้อมูลไปเปรียบเทียบกับผลการทดลองในห้องปฏิบัติการ จนสามารถยืนยันการมีอยู่ของอิริทรูโลสได้อย่างชัดเจน

ความพิเศษของการค้นพบไม่ได้อยู่เพียงการพบโมเลกุลน้ำตาลในอวกาศเท่านั้น แต่ยังพบว่าอิริทรูโลสเป็นโมเลกุลโครงสร้างสายเปิด (Non-cyclic Molecule) ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบในอวกาศระหว่างดาว โดยมีองค์ประกอบรวมถึง 14 อะตอม สะท้อนให้เห็นว่าปฏิกิริยาเคมีในอวกาศสามารถสร้างโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ไว้

นักวิจัยอธิบายว่า โมเลกุลชนิดนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกลางอวกาศโดยตรง แต่ถูกสังเคราะห์บนพื้นผิวของอนุภาคฝุ่นคอสมิกที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็ง ภายใต้อุณหภูมิที่หนาวจัดราว -250 องศาเซลเซียส โดยมีสารตั้งต้นสำคัญ คือ ไกลคอลอัลดีไฮด์ (Glycolaldehyde) และ เอทิลีนไกลคอล (Ethylene Glycol) ซึ่งเป็นโมเลกุลอินทรีย์ที่พบได้จำนวนมากในบริเวณดังกล่าว เมื่อเวลาผ่านไปปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวฝุ่นอวกาศจึงค่อย ๆ สร้างโมเลกุลที่มีความซับซ้อนมากขึ้น

ผลการศึกษายังสร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ เมื่อไม่พบร่องรอยของน้ำตาลคาร์บอน 3 อะตอม ซึ่งควรเป็นขั้นตอนกลางของกระบวนการสร้างโมเลกุล แต่กลับพบอิริทรูโลสที่ซับซ้อนกว่ามีปริมาณมากกว่าถึง 8-17 เท่า สะท้อนว่าปฏิกิริยาเคมีบนพื้นผิวฝุ่นน้ำแข็งในอวกาศอาจสามารถสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ได้โดยไม่จำเป็นต้องผ่านทุกขั้นตอนตามที่แบบจำลองเดิมคาดไว้

การค้นพบครั้งนี้ยังมีความสำคัญต่อการศึกษาต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากน้ำตาลเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสารพันธุกรรมอย่าง DNA และ RNA แม้อิริทรูโลสจะไม่ใช่น้ำตาลที่สิ่งมีชีวิตนำมาใช้โดยตรง แต่หากเข้าสู่สภาพแวดล้อมที่มีน้ำ โมเลกุลชนิดนี้สามารถเปลี่ยนโครงสร้างทางเคมีไปเป็นน้ำตาลกลุ่มอัลโดส (Aldose) ซึ่งเป็นสารตั้งต้นสำคัญในการสร้างไรโบนิวคลีโอไทด์ องค์ประกอบหลักของ RNA

นักวิจัยจึงมองว่าการค้นพบดังกล่าวเป็นหลักฐานสนับสนุนแนวคิดที่ว่า สารประกอบอินทรีย์ที่จำเป็นต่อการกำเนิดสิ่งมีชีวิตอาจถือกำเนิดขึ้นในอวกาศตั้งแต่ก่อนโลกและระบบสุริยะจะก่อตัวเสียอีก ในช่วงยุค Late Heavy Bombardment ซึ่งโลกถูกดาวเคราะห์น้อยและดาวหางพุ่งชนอย่างต่อเนื่องเมื่อกว่า 4 พันล้านปีก่อน น้ำตาลอิริทรูโลสและสารอินทรีย์จากอวกาศอาจถูกลำเลียงลงสู่มหาสมุทรโลกนับล้านตัน กลายเป็นส่วนหนึ่งของซุปพรีไบโอติก (Prebiotic Soup) ที่เอื้อต่อการกำเนิดโมเลกุลชีวภาพชุดแรกของโลก 

ด้านศาสตราจารย์โยชิฮิโระ ฟุรุกาวะ (Prof. Yoshihiro Furukawa) จากมหาวิทยาลัยโทโฮคุ ประเทศญี่ปุ่น ผู้เชี่ยวชาญด้านสารอินทรีย์นอกโลก และหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่เคยตรวจพบน้ำตาลบนดาวเคราะห์น้อยเบนนู ระบุว่า "ผลการศึกษานี้เป็นหลักฐานสำคัญที่เชื่อมโยงแนวคิดซึ่งนักวิทยาศาสตร์พยายามพิสูจน์มาอย่างยาวนาน ว่าน้ำตาลที่ก่อตัวในอวกาศสามารถเดินทางมายังโลกผ่านฝุ่นจากดาวหางหรือวัตถุท้องฟ้าขนาดเล็ก และอาจมีบทบาทสำคัญต่อการเริ่มต้นวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต"

การค้นพบอิริทรูโลสในอวกาศจึงไม่เพียงขยายขอบเขตความเข้าใจด้านเคมีอวกาศเท่านั้น แต่ยังเพิ่มน้ำหนักให้กับสมมติฐานว่า วัตถุดิบสำคัญของสิ่งมีชีวิตอาจมีอยู่ทั่วไปในเอกภพ หากดาวเคราะห์ดวงอื่นมีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม ก็อาจมีโอกาสพัฒนาสิ่งมีชีวิตได้เช่นเดียวกับโลก