Новое исследование предполагает, что аминокислоты — фундаментальные «кирпичики жизни» — могли прибыть на нашу планету на частицах межзвездной пыли, потенциально дав толчок развитию биологии в том виде, в котором мы ее знаем.
В недавней статье, опубликованной в престижном журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ученые Стивен Томпсон и Сара Дэй исследовали, как аминокислоты, такие как глицин и аланин, могли пережить суровые условия космоса и добраться до Земли, будучи «встроенными» в космическую пыль.
Аминокислоты — это молекулярная основа белков и ферментов, которые управляют всеми биологическими процессами в живых организмах. Ученые давно спорят о том, где сформировались эти молекулы: на самой Земле или же они были занесены из космоса. Новое исследование предоставляет убедительные доказательства того, что космическая пыль могла сыграть ключевую роль в их доставке.
Эксперимент, имитирующий космическое путешествие
Чтобы проверить свою гипотезу, команда синтезировала в лаборатории крошечные частицы аморфного силиката магния — основного компонента космической пыли. На эти частицы они нанесли аминокислоты: глицин, аланин, глутаминовую и аспарагиновую кислоты. Затем, используя методы инфракрасной спектроскопии и рентгеновской дифракции на синхротроне, ученые начали нагревать образцы, имитируя процесс, который происходит, когда пылинки путешествуют сквозь раннюю Солнечную систему и приближаются к Солнцу.
Результаты оказались поразительными. Выяснилось, что только глицин и аланин успешно «прилипли» к силикатным частицам. Более того, эти аминокислоты сформировали кристаллические структуры, а аланин оставался стабильным при температурах, значительно превышающих его собственную точку плавления. Это говорит о том, что минеральная поверхность пылинки может защищать и стабилизировать органические молекулы.
Исследование также выявило, что две зеркальные формы аланина (L- и D-аланин) вели себя по-разному при нагревании: L-аланин (форма, преобладающая в земной жизни) проявлял большую реактивность. Глицин, в свою очередь, отделялся от поверхности силиката при более низких температурах, чем температура его полного распада, что указывает на то, что он скорее «отсоединился» от пылинки, чем разрушился.
Эти, на первый взгляд, незначительные различия могли иметь глубокие последствия для того, какие именно типы молекул стали основой для зарождения жизни на Земле.
Астроминералогический отбор: природный фильтр жизни
Хотя исследование было ограничено одним компонентом космической пыли, его результаты указывают на существование возможного «астроминералогического механизма отбора». Это естественный процесс фильтрации, при котором ограниченный набор доступных поверхностей пылинок приводит к тому, что только определенные аминокислоты могут к ним присоединиться и пережить путешествие.
Аминокислоты образуются в ледяных мантиях, которые покрывают частицы космической пыли. Когда такая пылинка пересекает так называемую «снеговую линию» в протопланетном диске и попадает в более теплые, внутренние области ранней Солнечной системы, лед испаряется (сублимирует). В этот момент аминокислоты либо улетучиваются вместе с газом, либо, если повезет, успевают закрепиться на обнажившейся минеральной поверхности. Этот механизм мог повлиять на то, какие именно молекулы в конечном итоге были доставлены на Землю, сформировав ее первичный «органический инвентарь».
Космический рецепт для жизни
Исследование подтверждает идею о том, что аминокислоты, сформированные в межзвездном льду, могли перейти на силикатные пылинки и выжить достаточно долго, чтобы быть доставленными на Землю. Вероятнее всего, это происходило в период между 4,4 и 3,4 миллиардами лет назад — после того, как сформировались земная кора и океаны, и незадолго до появления первых микроокаменелостей в геологической летописи.
Подтверждения этой теории уже существуют. В антарктических микрометеоритах и образцах с комет, таких как Wild 2 и 67P/Чурюмова-Герасименко, были обнаружены высокие концентрации органических веществ, включая аминокислоты. Хотя в ту эпоху на Землю все еще падали крупные астероиды и кометы, считается, что приток микрометеоритов (космической пыли) был настолько велик, что именно он, скорее всего, являлся доминирующим источником органического углерода на молодой планете.
Этот непрерывный «душ» из космической пыли, богатой предшественниками жизни, мог компенсировать ограниченное количество аминокислот, синтезированных в земных условиях, и создать необходимую концентрацию для запуска биологической эволюции.
Таким образом, исследование команды добавляет важный фрагмент в сложный пазл происхождения жизни. Оно показывает, что межзвездные пылинки — это не просто пассивные переносчики молекул, а активные участники процесса, влияющие на то, какая органика выживет и достигнет планет, подобных Земле. Понимание этих механизмов приближает нас к ответу на вопрос, как жизнь может зародиться в других уголках Вселенной.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.