В новом исследовании, приближающем нас к разгадке космического происхождения жизни, ученым из Гавайского университета в Маноа удалось синтезировать молекулу, жизненно важную для метаболизма живых организмов, в условиях, имитирующих ледяные глубины космоса. Это открытие, подробно описанное в свежей публикации в Science Advances, демонстрирует, что строительные блоки жизни могли первоначально сформироваться далеко за пределами Земли, пролив новый свет на извечный вопрос о том, как жизнь зародилась во Вселенной.
Исследование, возглавляемое профессором Ральфом Кайзером из Департамента химии Гавайского университета, а также постдокторантами Джиа Вангом и Джошуа Марксом, в сотрудничестве с профессором Райаном Фортенберри из Университета Миссисипи, экспертом по компьютерной химии, сосредоточено на образовании глицериновой кислоты.
Глицериновая кислота, простейшая сахарная кислота, играет ключевую роль в гликолизе – процессе, с помощью которого живые клетки разлагают пищу для получения энергии. В своих экспериментах команда воссоздала ледяные, богатые углекислым газом условия космоса, используя смоделированный межзвездный лед покрытым наночастицами и подвергая его воздействию, имитирующему галактические космические лучи.
В центре их экспериментов был синтез рацемической гликериновой кислоты при сверхнизкой температуре 10 кельвинов (-263,15°C). Исследователи тщательно наблюдали весь процесс с помощью фотоионизационных лазеров, что позволило обнаружить эти молекулы в газовой фазе.
Синтез глицериновой кислоты в столь жестких условиях предлагает правдоподобный сценарий зарождения жизненно важных компонентов в холодных безднах космоса.
“Исследование предполагает, что такие молекулы, как глицериновая кислота, могли синтезироваться в молекулярных облаках и, возможно, в областях звездообразования перед их доставкой на Землю на кометах или метеоритах, тем самым способствуя созданию строительных блоков жизни”, – заявил доктор Кайзер. Понимание того, как эти молекулы образуются в космосе, имеет решающее значение для раскрытия тайн происхождения жизни.
На данный момент Земля – единственное место во Вселенной, где известно существование жизни. Однако для полного осмысления значения этого нового открытия и его последствий для возможности жизни за пределами нашей планеты необходимо рассмотреть его в контексте абиогенеза – научного изучения того, как жизнь первоначально зародилась.
Одна из наиболее известных гипотез о происхождении жизни на Земле – теория “первичного бульона”, согласно которой жизнь зародилась в теплом, богатом питательными веществами пруду или океане, когда химические вещества из атмосферы и некий источник энергии объединились и образовали аминокислоты – строительные блоки белков.
Эту теорию подкрепил знаменитый эксперимент Миллера-Юри 1953 года, продемонстрировавший, что органические соединения могут быть созданы из неорганических предшественников в условиях, сходных с теми, что царили на ранней Земле.
Другая известная гипотеза – теория панспермии – предлагает космическую перспективу. Согласно ей, жизнь или ее предшественники возникли за пределами Земли и были занесены на нашу планету кометами, метеоритами или межзвездной пылью. В основе этой теории лежит идея, что вся жизнь, какой мы ее знаем, зародилась не на Земле, а эволюционировала и была естественным образом занесена на планету из неизвестного внеземного источника.
Ведущие ученые часто рассматривают панспермию как “маргинальную теорию”, поскольку она не объясняет, как зародилась жизнь, а предлагает только способ ее переноса с одного небесного тела на другое.
Тем не менее, панспермия остается интригующей гипотезой, поскольку согласуется с недавними открытиями, такими как обнаружение азота и аминокислот в метеорите Уинчкомб немецкими учеными. Кроме того, обнаружение сложных органических молекул в областях космоса, связанных со звездообразованием, что наблюдалось телескопами вроде Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), придало весомость гипотезе о том, что ингредиенты жизни были действительно космическими странниками.
Успешный синтез глицериновой кислоты гавайскими исследователями в экстремальных, подобных космическим условиях, укрепляет теорию о том, что необходимые для жизни элементы могут образовываться по всей Вселенной. Это открытие добавляет важную деталь в решение головоломки происхождения жизни, предполагая, что компоненты, необходимые для жизни, широко распространены во Вселенной. Оно также подкрепляет идею, что зарождение жизни – не локальное земное событие, а вселенская неизбежность.
Соавтор исследования доктор Райан Фортенберри подчеркнул значение этих находок и роль новых технологий в раскрытии тайн начала жизни: “Потенциальное присутствие таких молекул в космосе показывает, как химия в наших телах связана с химией “запредельного”. Кроме того, взаимодействие эксперимента и вычислений иллюстрирует, как разные научные подходы работают вместе, делая возможным получение нового знания”.
Читайте также: Возможно, в поисках жизни мы искали не то, что нужно