Во многих смыслах звезды являются двигателем творения во Вселенной. Их энергия управляет множеством процессов, необходимых для образования и развития жизни. Ученые считали, что излучение, которое испускают звезды, необходимо для создания таких жизненно важных соединений, как аминокислота глицин. Глицин является одним из определяющих строительных блоков в развитии жизни.
Новое исследование же показало, что глицин обнаружен в кометах, образовавшихся в глубоком межзвездном пространстве, там, где не было звездной энергии. И вот вопрос: какие природные процессы в таком случае дали начало строительным блокам, породившим жизнь? Этот вопрос, конечно, требует тщательных исследований.
В настоящий момент мы точно и осознанно понимаем, что такие аминокислоты, как глицин необходимы для жизни. Но все же не хватает знаний и понимания, как формируется этот строительный материал, и где, и какие допустимые условия все же для него существуют.
В настоящий момент известно примерно 500 аминокислот. Глицин – самая простая из них, и одна из 20 аминокислот в генетическом коде. Это не одна из незаменимых аминокислот, потому что она может синтезироваться в нашем организме.
Относительно недавно глицин был также обнаружен в комете Чурюмова-Герасименко и кометы Wild-2. Также в последние годы учены обнаружили в метеоритах другие сложные органические молекулы (COM).
Но, опять же, найти одно, а понять, как это все формируется – совершенно другое. Без этого понимания тяжело четко понять, как зародилась жизнь на Земле. Не говоря о том, как она может зародиться где-то еще.
Кометы считаются достаточно древними космическими объектами. Они образовались в момент, когда солнечная система только приступала к своему формированию, пребывания в состоянии формирования планет и кружева пыли и газа.
Тот факт, что в кометах обнаружен глицин, означает то, что его можно производить без прямого воздействия энергии звезды. Это имеет большое значение, так как данное открытие может определить, насколько широко может быть распространен этот простейший из строительных блоков, и, возможно, насколько вероятно возникновение жизни где-либо еще. Создание глицина без воздействия энергии звезды, называется «темной химией».
Группа исследователей провела лабораторное моделирование внутренней части межзвездных облаков. Это моделирование произвело метиламин (предшественник глицина), а затем показало, что и сам глицин в состоянии образоваться при таких условиях.
Темная химия – это химия, которая не нуждается в энергетическом излучении.
В лаборатории были смоделированы условия темных межзвездных облаков – частицы холодной пыли, с температурой примерно от
-263 до -253 градусов по Цельсию, покрыты тонким слоем льда – замороженного СО, NH3, CH4 и H2O – и в последствии перерабатываются путем воздействия на атомы, в результате чего частицы-предшественники фрагментируются, а реактивные промежуточные соединения рекомбинируются.
Метиламин, предшественник глицина, был обнаружен в коме кометы 67Р вместе с самим глицином.
Также был обнаружен другой предшественник глицина, - этиламин. В статье 2019 года под названием «Распределенный глицин в комете 67Р / Чурюмов-Герасименко» исследователи пришли к выводу, что наблюдаемый глицин, вероятно, происходит от «молекул глицина, встроенных в ледяной лед, которые испускаются при сублимации этого льда из частиц пыли, выбрасываемых из ядра». В условиях лабораторного моделирования водяной лед был необходим для образования глицина.
Главный вывод из этого исследования, заключается в том, что глицин, а значит и другие молекулы для образования жизни, формируются на стадии задолго до начала образования самих звезд и планет. Такое раннее образование глицина означает, что эта аминокислота может более широко образовываться в космосе и сохраняться во льдах, перед «встречей» с кометами и планетами.
Это кардинально меняет представление о предыдущих исследованиях, так как ранее считалось, что для образования глицина необходимо ультрафиолетовое излучение. Также, сильной стороной лабораторного моделирования является то, что один день в лаборатории может заменить миллионы лет реального развития аминокислот в межзвездном пространстве. Также понимание того, что глицин может образовываться в результате «темной химии» может говорить о том, что более сложные молекулы могу образоваться по точно такому же сценарию – после образования, глицин также может стать предшественником других сложных органических молекул. То есть, по сути, следуя данному механизму, другие функциональные группы могут быть добавлены к основной цепи глицина, что приведет к образованию других аминокислот, таких как аланин и серин.
Подводя общий итог, можно сказать, что тот факт, что глицин может образоваться в холодной темноте межзвездного пространства до каких-либо взаимодействий между планетой и звездой, может значительно изменить наше понимание возникновения жизни. Это исследование показывает нам, как легко на самом деле могут формироваться основные строительные блоки в совершенно неожиданных для этого местах. Это также говорит нам о том, что мы можем встретить жизнь в абсолютно любом месте Вселенной, включая и те, которые ранее не рассматривали для изучения, а также отслеживать появление аминокислот на раннем этапе формирования других систем.