I populärkulturen, asteroider spelar rollen som apokalyptiskt hot, få skulden för att utplåna dinosaurierna - och erbjuda en utomjordisk källa för mineralbrytning.

Men för forskaren Nicholas Hud, asteroider spelar en helt annan roll:den av tidskapslar som visar vilka molekyler som ursprungligen fanns i vårt solsystem. Att ha den informationen ger forskare utgångspunkten de behöver för att rekonstruera den komplexa vägen som fick livet att börja på jorden.

Direktör för NSF-NASA Center for Chemical Evolution vid Georgia Institute of Technology, Hud säger att hitta molekyler i asteroider ger det starkaste beviset på att sådana föreningar fanns på jorden innan liv bildades. Att veta vilka molekyler som var närvarande hjälper till att fastställa de initiala förhållanden som ledde till bildandet av aminosyror och relaterade föreningar som, i tur och ordning, gick samman för att bilda peptider, små proteinliknande molekyler som kan ha startat livet på denna planet.

"Vi kan vända oss till asteroiderna för att hjälpa oss att förstå vilken kemi som är möjlig i universum, "sa Hud." Det är viktigt för oss att studera material från asteroider och meteoriter, de mindre versionerna av asteroider som faller till jorden, för att testa giltigheten av våra modeller för hur molekyler i dem kunde ha hjälpt till att ge upphov till liv. Vi måste också katalogisera molekylerna från asteroider och meteoriter eftersom det kan finnas föreningar där som vi inte ens hade ansett vara viktiga för att starta livet. "

Hud kommer att vara paneldeltagare vid en presskonferens "Asteroids for Research, Upptäckt, och handel "den 17 februari vid årsmötet 2018 i American Association for the Advancement of Science (AAAS) i Austin, Texas. Han kommer också att vara en del av en session den 18 februari om ämnet, "Söker identiteten och ursprunget till livets första polymerer."

NASA -forskare har analyserat föreningar som finns i asteroider och meteoriter i decennier, och deras arbete ger en solid förståelse för vad som kan ha funnits när jorden själv bildades, Säger Hud.

"Om du modellerar en prebiotisk kemisk reaktion i laboratoriet, forskare kan argumentera om huruvida du hade rätt utgångsmaterial eller inte, "sa Hud." Detektering av en molekyl i en asteroid eller meteorit är ungefär det enda bevis som alla kommer att acceptera för att molekylen är prebiotisk. Det är något vi verkligen kan luta oss mot. "

Miller-Urey-experimentet, genomfördes 1952 för att simulera förhållanden som antas ha funnits på den tidiga jorden, producerat mer än 20 olika aminosyror, organiska föreningar som är byggstenarna för peptider. Experimentet startades av gnistor inuti en kolv innehållande vatten, metan, ammoniak och väte, allt material tros ha funnits i atmosfären när jorden var mycket ung.

Sedan Miller-Urey-experimentet forskare har visat att andra kemiska vägar till aminosyror och föreningar är nödvändiga för livet. I Huds laboratorium, till exempel, forskare använde cykler av alternerande våta och torra förhållanden för att skapa komplexa organiska molekyler över tiden. Under sådana förhållanden, aminosyror och hydroxisyror, föreningar som skiljer sig kemiskt med en enda atom, kunde ha bildat korta peptider som ledde till bildandet av större och mer komplexa molekyler - i slutändan uppvisar egenskaper som vi nu associerar med biologiska molekyler.

"Vi har nu ett riktigt bra sätt att syntetisera peptider med aminosyror och hydroxisyror som fungerar tillsammans som kunde ha varit vanliga på den tidiga jorden, sa han. Än idag, hydroxisyror finns med aminosyror i levande organismer - och i några meteoritprover som har undersökts. "

Hud tror att det finns många möjliga sätt som livets molekyler kunde ha bildat. Livet kunde ha kommit igång med molekyler som är mindre sofistikerade och mindre effektiva än vad vi ser idag. Som livet självt, dessa molekyler kunde ha utvecklats över tiden.

"Vad vi finner är att dessa föreningar kan bilda molekyler som ser mycket ut som moderna peptider, utom i ryggraden som håller ihop enheterna, "sa Hud." Den övergripande strukturen kan vara mycket lik och skulle vara lättare att göra, även om det inte har förmågan att vika in i så komplexa strukturer som moderna proteiner. Det finns en avvägning mellan enkelheten att bilda dessa molekyler och hur nära dessa molekyler är dem som finns i dagens liv. "

Geologer tror att jorden var väldigt annorlunda för miljarder år sedan. Istället för kontinenter, det fanns öar som stack ut från haven. Till och med solen var annorlunda, producerar mindre ljus men mer kosmiska strålar - vilket kunde ha hjälpt till att driva de proteinbildande kemiska reaktionerna.

"Öarna kunde ha varit potentiella inkubatorer för livet, med molekyler som regnar ner från atmosfären, "Hud sa." Vi tror att nyckelprocessen som skulle ha tillåtit dessa molekyler att gå till nästa steg är en våt-torr cykling som vad vi gör i labbet. Det hade varit perfekt för en ö ute i havet. "

Istället för en enda gnista av liv, molekylerna kunde ha utvecklats långsamt över tiden i gradvis progression som kan ha skett i olika takt på olika platser, kanske samtidigt. Olika komponenter i celler, till exempel, kan ha utvecklats var för sig där förhållandena gynnade dem innan de slutligen kom ihop.

"Det är något väldigt speciellt med peptider, nukleinsyror, polysackarider och lipider och deras förmåga att arbeta tillsammans för att göra något som de inte kunde ha gjort separat, "sa han." Och det kunde ha varit hur många kemiska processer som helst på den tidiga jorden som aldrig lett till liv. "

Att veta hur förhållandena var på den tidiga jorden ger därför forskare en starkare grund för att hypotesera vad som kunde ha hänt, och kan ge tips till andra vägar som kanske inte har övervägts ännu.

"Det finns förmodligen mycket mer ledtrådar i asteroiderna om vilka molekyler som verkligen fanns där, "sa Hud." Vi kanske inte ens vet vad vi ska leta efter i dessa asteroider, men genom att titta på vilka molekyler vi hittar, vi kan ställa olika och fler frågor om hur de kunde ha hjälpt till att komma igång med livet. "