Ett nytt system som kan identifiera komplexa molekylära signaturer kan hjälpa till i sökandet efter främmande liv i universum och kan till och med leda till skapandet av nya livsformer i laboratoriet, säger forskare.

University of Glasgows forskare har utvecklat en ny metod som kallas Assembly Theory som kan användas för att kvantifiera hur sammansatt eller komplex en molekyl är i laboratoriet med hjälp av tekniker som masspektrometri. Ju mer komplext föremålet är, desto mer osannolikt att det kan uppstå av en slump, och desto mer sannolikt gjordes det av evolutionsprocessen.

Glasgow-laget, ledd av professor Lee Cronin, utvecklade Assembly Theory i samarbete med medarbetare vid NASA och Arizona State University. Tillsammans, de har visat att systemet fungerar med prover från hela jorden och utomjordiska prover.

Systemet använder masspektrometri för att bryta molekylen i bitar och räknar antalet unika delar. Ju större antal unika delar, ju större samlingsnummer och teamet har kunnat visa att livet på jorden bara kan göra molekyler med höga samlingsnummer.

En av de största utmaningarna i sökandet efter utomjordiskt liv har varit att identifiera vilka kemiska signaturer som är unika för livet, leder till flera i slutändan obevisade påståenden om upptäckten av främmande liv. De metaboliska experimenten av NASA:s Viking Martian lander, till exempel, endast upptäckt enkla molekyler vars existens kunde förklaras av naturliga icke-levande processer förutom levande processer.

I en ny artikel som publicerades i dag i tidskriften Naturkommunikation , teamet beskriver ett universellt tillvägagångssätt för att upptäcka liv.

Professor Cronin, Regius professor i kemi vid University of Glasgow, sa:"Vårt system är den första falsifierbara hypotesen för livsdetektering. Den är baserad på idén att endast levande system kan producera komplexa molekyler som inte kan bildas slumpmässigt i något överflöd. Detta gör att vi kan kringgå problemet med att definiera liv - istället fokuserar vi på om kemins komplexitet."

Teorin om molekylär sammansättning kan också användas för att förklara att ju fler steg som behövs för att dekonstruera en given komplex molekyl, desto mer osannolikt är det att molekylen skapades utan liv.

Denna nedbrytning ger ett komplexitetsmått, kallas det molekylära samlingsnumret. Till skillnad från alla andra komplexitetsmetoder, dock, det är det första som är experimentellt mätbart. Teamet visade att det var möjligt att experimentellt observera antalet molekylära sammansättningar av enstaka molekyler i labbet genom att dekonstruera dem med hjälp av fragmenteringstandemmasspektrometri. Således, komplexitetsmåttet är skilt från alla andra komplexitetsmått eftersom det är både beräkningsbart och direkt observerbart.

Ett instrument för att upptäcka liv baserat på denna metod skulle kunna användas på uppdrag till utomjordiska platser för att upptäcka biosignaturer, eller till och med upptäcka uppkomsten av nya former av artificiellt liv i labbet.

Professor Cronin tillade:"Detta är viktigt eftersom att utveckla ett tillvägagångssätt som inte kan ge falska positiva resultat är avgörande för att stödja den första upptäckten av liv bortom jorden, en händelse som bara kommer att hända en gång i mänsklighetens historia."