Космический рецепт жизни: межзвездная пыль могла доставить на Землю нужные аминокислоты
Веками человечество задавалось одним из самых фундаментальных вопросов: как из неживой материи возникла жизнь? Новое исследование, проведенное учеными Стивеном Томпсоном и Сарой Дэй, предлагает захватывающий ответ, уводящий наши поиски истоков биологии в глубины космоса. Оказывается, строительные блоки жизни могли быть доставлены на нашу планету с частицами межзвездной пыли, совершившими долгое путешествие через просторы Вселенной.
Проведенное исследование фокусируется на аминокислотах — молекулярных основах белков и ферментов, которые управляют всеми биологическими процессами. Ученые воссоздали в лаборатории условия космической среды, синтезировав частицы аморфного силиката магния, основного компонента космической пыли, и нанеся на них различные аминокислоты. Используя передовые методы инфракрасной спектроскопии и синхротронной рентгеновской порошковой дифракции, они наблюдали за поведением этих молекул при нагревании, имитирующем движение пылинок в ранней Солнечной системе.
Результаты эксперимента оказались поразительными. Из нескольких протестированных аминокислот только глицин и аланин успешно прикреплялись к частицам силиката и демонстрировали удивительную стабильность. Особенно интересным стало поведение аланина, который сохранял стабильность при температурах, значительно превышающих его обычную температуру плавления.
Еще более интригующим оказалось различие в поведении зеркальных форм аланина — L- и D-изомеров, где L-аланин проявил большую реакционную способность. Это тонкое различие могло иметь глубокие последствия для зарождения жизни, учитывая, что все белки земных организмов построены исключительно из L-аминокислот.
Исследование выявило существование своеобразного «механизма астроминералогического отбора» — естественного процесса фильтрации, при котором ограниченный диапазон доступных поверхностей пылевых частиц означает, что только определенные аминокислоты способны прикрепляться к ним и выживать в жестких условиях космического путешествия.
Этот механизм вступал в действие, когда ледяные мантии, покрывающие частицы космической пыли в холодных внешних регионах Солнечной системы, сублимировались при пересечении так называемой «снеговой линии» и попадании в более теплые внутренние области.
Подтверждение этой гипотезы находят в антарктических микрометеоритах и образцах комет, таких как Wild 2 и 67P/Чурюмова–Герасименко, которые показали высокую концентрацию органического материала, включая аминокислоты. Ученые предполагают, что в период между 4,4 и 3,4 миллиардами лет назад приток микрометеоритов был настолько интенсивным, что стал основным источником органического углерода на ранней Земле, потенциально компенсировав ограниченное количество аминокислот, производимых только за счет земного синтеза.
Это исследование добавляет важный фрагмент к головоломке происхождения жизни, показывая, что частицы межзвездной пыли не просто пассивно переносят молекулы — они активно влияют на то, какие органические вещества выживают и достигают планет. Понимание этих процессов открывает новые горизонты в поиске жизни за пределами Земли и подчеркивает важность междисциплинарной науки, объединяющей астрономию, химию и геологию для решения одного из важнейших вопросов науки.