РНК и ДНК, основа всей жизни, базируются всего на пяти основных строительных блоках, известных как нуклеотиды. Этот узкий набор нуклеобаз может быть результатом нескольких изнурительных этапов эволюционного отбора миллиарды лет назад во время хаотической среды ранней Земли. Другая возможность заключается в том, что эти нуклеотиды или, по крайней мере, некоторые из них прилетели из космоса и и были принесены на Землю метеоритами, где они в конечном итоге синтезируются в полимеры РНК.
Однако не все основные пиримидиновые нуклеобазы, которые включают цитозин, урацил и тимин, были обнаружены в образцах метеоритов. Это вызвало некоторое разочарование, поскольку лабораторные эксперименты, имитирующие межзвездные условия, обнаружили доказательства того, что эти нуклеобазы могли быть найдены. Ранее были идентифицированы только пуриновые нуклеиновые основания (гуанин и аденин).
В новом исследовании ученые из Университета Хоккайдо в Японии сообщают о поиске недостающих пиримидинов в трех богатых углеродом метеоритах с использованием современных аналитических методов, которые чувствительны до частей на триллион.
Ученые обнаружили первые нуклеиновые основания, включая аденин и гуанин, внутри метеоритов в 1960-х годах. Но после нескольких многообещающих открытий прогресс был прерван. Казалось, что, несмотря на все их усилия, ученые не могли найти все азотистые основания, принадлежащие к обоим классам (пиримидины и пурины).
Но недавно это изменилось благодаря достижениям в аналитических методах, которые позволили ученым обнаруживать молекулы, присутствующие в мельчайших количествах, в концентрациях на несколько порядков ниже, чем было обнаружено ранее.
Миллиарды лет назад, во время так называемого Катерхея, атмосфера сильно отличалась от того, чем мы дышим сегодня. В то время это была, вероятно, восстановительная атмосфера углекислого газа, метана, аммиака и других газов, которые были бы токсичны для большей части жизни на нашей планете сегодня. В это время приток метеоритов был намного больше, чем сегодня. Когда они ударили по нашей планете, эти метеориты, возможно, доставили пары азота, которые необходимы для появления генетических свойств и первых форм жизни на основе РНК.
Поскольку обнаруженные ими соединения были обнаружены в концентрациях, аналогичных тем, которые предсказывались лабораторными экспериментами, японские исследователи пришли к выводу, что эти первичные нуклеиновые основания, возможно, были частично созданы в результате фотохимических реакций в межзвездной среде. Затем молекулы были включены астероидами, которые поддерживали их по всей солнечной системе, в конечном итоге достигая Земли в виде метеоритов.
Но еще слишком рано рисовать определенную картину того, как началась жизнь на Земле. Почти восемь лет назад Японское космическое агентство запустило космический корабль Hayabusa2 для рандеву с астероидом, бурению его поверхности и возвращению на Землю с образцом его породы. Эта смелая миссия увенчалась полным успехом, и в конце 2020 года в Австралии приземлилась капсула с образцом. Ее содержимое из нетронутой космической породы поможет ученым понять самые ранние дни нашей солнечной системы, пролить свет на таинственное происхождение метеоритов и даже может дать подсказки о появлении жизни на Земле.
