Аминокислоты — строительные блоки жизни — могли попасть на Землю, прикрепившись к частицам межзвездной пыли. К такому выводу пришли ученые Стивен Томпсон и Сара Дей, научные сотрудники Diamond Light Source (национальный синхротрон Великобритании). Результаты их работы опубликованы в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Исследование показывает, что космическая пыль могла не просто переносить органические молекулы, но и влиять на то, какие из них выживут в пути и достигнут планет.
Аминокислоты лежат в основе белков и ферментов, обеспечивающих все биологические процессы. До сих пор оставался открытым вопрос, появились ли они на Земле или были принесены из космоса.
Ученые смоделировали, как эти молекулы ведут себя в космических условиях. Для этого они синтезировали частицы аморфного магниево-кремнеземного силиката — аналога пыли, из которой состоят межзвездные облака, — и нанесли на них аминокислоты: глицин, аланин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. Затем образцы подвергли нагреву, имитируя прохождение пылевых частиц через более теплые области ранней Солнечной системы.
Оказалось, что лишь глицин и аланин способны прочно удерживаться на поверхности силикатов. Эти молекулы образовывали кристаллы, причем аланин оставался стабильным при температурах выше своей точки плавления. Более того, две его зеркальные формы — L- и D-аланин — проявили разные свойства при нагревании: L-форма оказалась более способной к реакциям. Глицин, напротив, покидал поверхность частиц при сравнительно низких температурах, не разрушаясь — это указывает на его десорбцию, а не разложение.
«Пылевой отбор»
Ученые также показали, что химические особенности поверхности пылинок существенно влияют на выживание органических молекул. Две разновидности силиката — с различным содержанием водорода — по-разному удерживали аминокислоты.
Это позволило авторам предложить идею «астроминералогического селекционного механизма»: естественного фильтра, отбирающего лишь определенные соединения для переноса в космосе.
В межзвездной среде аминокислоты образуются в ледяных оболочках пылинок. Когда такие частицы пересекают «снеговую линию» и попадают в теплые зоны протопланетного диска, лед испаряется, а молекулы переходят на минеральные поверхности. Этот процесс, по мнению исследователей, мог происходить 4,4–3,4 миллиарда лет назад, вскоре после формирования земной коры и океанов — в период, когда зародилась жизнь.
Анализ метеоритов и кометных образцов (81P/Вильда, 67P/Чурюмова–Герасименко) показывает, что космическая пыль богата органическими соединениями, включая аминокислоты. Постоянный поток таких микрометеоритов мог доставлять на Землю огромные объемы органического материала, компенсируя его недостаток.
Исследование подчеркивает, что межзвездная пыль — не просто носитель молекул, а активный участник химической эволюции.
