Случайное возникновение «строительных блоков» жизни доказали в лаборатории
Белковые молекулы, необходимые для возникновения жизни, могут спонтанно образовываться в космосе, доказали в Орхусском университете.
Об этом открытии его авторы сообщили в журнале Nature Astronomy. Оно, по их мнению, существенно повышает шансы обнаружить внеземную жизнь.
Ученые воссоздали условия гигантских пылевых облаков в глубоком космосе. Задача эта, прямо скажем, нетривиальная: температура в этих местах опускается до −260 °C, давление почти отсутствует, поэтому для поддержания сверхвысокого вакуума приходится постоянно откачивать газ. Экспериментаторы решили узнать, как оставшиеся частицы реагируют на радиацию, которой изобилует реальная межзвездная среда.
«Из предыдущих экспериментов мы уже знаем, что в межзвездном пространстве образуются простые аминокислоты, например, глицин. Но нам было интересно выяснить, формируются ли более сложные молекулы, такие как пептиды, естественным путем на поверхности пылинок еще до того, как эти пылинки станут частью формирующихся звезд и планет», — говорит ведущий автор исследования Серджио Иопполо.
Пептиды — это короткие цепочки аминокислот, связанных между собой. Соединяясь друг с другом, пептиды образуют белки, без которых известная нам жизнь невозможна. Таким образом, поиск предшественников белков крайне важен для понимания происхождения жизни, объясняет астрофизик.
Глицин поместили в вакуумную камеру и обучили его на ионном ускорителе в HUN-REN Atomki в Венгрии, чтобы имитировать космическую радиацию.
«Мы увидели, что молекулы глицина начали вступать в реакцию друг с другом, образуя пептиды и воду. Это говорит о том, что тот же процесс происходит и в межзвездном пространстве. Это шаг к созданию белков на частицах космической пыли — того самого материала, из которого впоследствии формируются каменистые планеты», — рассказывает соавтор работы Альфред Томас Хопкинсон.
Где рождаются звезды
Моделирование гигантских пылевых облаков между звездами важно, потому что именно в них рождаются планетные системы.
«Раньше мы полагали, что в этих облаках могут возникать лишь очень простые молекулы. Считалось, что более сложные соединения формируются гораздо позже, когда газ начинает сгущаться в диск, из которого в итоге образуется звезда. Но мы ясно показали, что это не так», — подчеркивает Иопполо.
Открытие дает основания полагать, что эти ключевые молекулы гораздо более распространены во Вселенной, чем считалось ранее.
«В конечном счете, эти газопылевые облака коллапсируют, образуя звезды и планеты. Постепенно эти крошечные строительные блоки попадают на каменистые планеты в новорожденной системе. И если такие планеты оказываются в зоне обитаемости, то существует реальная вероятность возникновения жизни», — продолжает ученый.
Впрочем, он не готов утверждать, что вопрос возникновения жизни окончательно прояснился. «Мы не знаем этого точно. Но такие исследования, как наше, демонстрируют, что многие сложные молекулы, необходимые для жизни, образуются в космосе естественным путем», — резюмирует астрофизик.
Универсальная реакция
Открытие может показаться малозначительным, поскольку в экспериментах изучались простейшие аминокислоты. Однако наблюдавшаяся химическая реакция универсальна и может происходить и с другими, более сложными аминокислотами, уверяет Хопкинсон.
«Все типы аминокислот соединяются в пептиды посредством одной и той же реакции. Следовательно, весьма вероятно, что и другие пептиды тоже естественным образом образуются в межзвездном пространстве. Мы пока это не изучали, но, вероятно, займемся этим в будущем», — пообещал он.
Аминокислоты и пептиды — не единственные кирпичики, необходимые для жизни; также нужны мембраны, азотистые основания и нуклеотиды. Образуются ли они тоже естественным путем в космосе, пока неизвестно, но исследователи активно работают над этим вопросом.
