Анализ образцов, собранных с астероида Рюгу зондом «Хаябуса-2», показал наличие урацила, входящего в состав нуклеотидов РНК. Молекулы витамина B3 также были обнаружены в образцах. Эти находки служат дополнительным доказательством того, что важные строительные блоки жизни могли быть доставлены на Землю метеоритами.
Ранняя Земля была очень враждебным местом, иногда достаточно горячим, чтобы разорвать молекулы, необходимые для жизни. Это поднимает очевидный вопрос, откуда взялись строительные блоки жизни, когда планета остыла? Очевидный ответ — астероиды и кометы.
Панспермия
Представление о том, что жизнь, а точнее ее строительные блоки, существует в космосе и распространяется между планетами, звездами и даже галактиками с помощью астероидов, комет, метеороидов и астероидов, называется панспермией. Однако сама концепция не объясняет происхождения жизни. В нем говорится о возможности его распространения вокруг планет или галактик различными объектами в космосе.
Истоки этой концепции можно найти у греческого философа Анаксагора, но расцвет ее во многих вариантах приходится на 19 и 20 века. Эта гипотеза получила поддержку, когда в метеоритах были обнаружены азотистые основания, которые помогают формировать ДНК и РНК. Эти химические вещества являются строительными блоками жизни.
Исследование пыли, доставленной на нашу планету зондом Hayabusa2 Японского космического агентства (JAXA), добавляет дополнительные доказательства того, что строительные блоки жизни могли быть, по крайней мере частично, доставлены на Землю в результате бомбардировки астероидами в начале истории Земли. На самом деле, подобные находки уже были зарегистрированы ранее. В прошлом году при анализе трех метеоритов, упавших на Землю много лет назад, ученые нашли азотистые основания нуклеотидов, из которых образовались ДНК и РНК (подробнее об этом в тексте: Ключевые элементы жизни на Земле, найденные в метеоритах). Детальный анализ показал, что на астероиде Рюгу присутствует урацил, одно из пиримидиновых азотистых оснований, из которых состоит РНК, молекула, содержащая инструкции по строению и функционированию живых организмов. В образцах также был обнаружен ниацин, также известный как никотиновая кислота, или витамин В3, который играет важную роль в метаболизме живых существ.
Результаты и описание исследования были опубликованы в журнале Nature Communications ( DOI: 10.1038/s41467-023-36904-3 ).
Урацил и витамин В3 на Рюгу
За выводами стоит международная группа ученых во главе с профессором Ясухиро Оба из Университета Хоккайдо. Результаты анализа показывают, что строительные блоки жизни, по крайней мере, в том виде, в каком мы ее знаем, могут формироваться в космосе и достигать Земли с помощью космических камней.
«Ученые и раньше находили азотистые основания и витамины в некоторых богатых углеродом метеоритах, но всегда существовала проблема загрязнения в результате воздействия земной среды», — пояснил Оба. «Поскольку «Хаябуса-2» собрала два образца непосредственно с астероида Рюгу и доставила их на Землю в запечатанных капсулах, загрязнение можно исключить», — добавил он.
Исследователи извлекли эти молекулы, погрузив образцы из Рюгу в горячую воду. Затем они использовали методы жидкостной хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией высокого разрешения. При этом выявлено наличие урацила и никотиновой кислоты, а также других азотсодержащих органических соединений.
Другие органические соединения на астероиде
«Мы обнаружили урацил в образцах в небольших количествах, от 6 до 32 частей на миллиард (ppb), в то время как содержание витамина B3 было выше, от 49 до 99 частей на миллиард», — пояснил Оба. «В образце были обнаружены и другие биологические молекулы, в том числе аминокислоты, амины и карбоновые кислоты, которые присутствуют в белках и метаболических процессах», — добавил он.
Команда предположила, что разница в концентрациях в двух образцах, взятых из разных мест на астероиде Рюгу, вероятно, связана с воздействием экстремальных условий в космосе. Они также предложили вторую гипотезу о том, что азотсодержащие соединения хотя бы частично образовались из более простых молекул, таких как аммиак, формальдегид и цианистый водород. Хотя они не обнаружены в образцах, взятых из Рюгу, известно, что они присутствуют в кометном льду, и Рюгу мог образоваться как комета или как другое тело, находившееся в низкотемпературной среде.
«Обнаружение урацила в образцах Рюгу подкрепляет существующие теории о происхождении азотистых оснований на ранней Земле», — заключает Оба. - Миссия НАСА OSIRIS-REx доставит образцы с астероида Бенну в этом году. Он добавил, что сравнительные исследования состава этих астероидов предоставят дополнительные данные, дополняющие эти теории.
Обнаруженные соединения похожи, но не идентичны соединениям, ранее обнаруженным в богатых углеродом метеоритах, упавших на Землю. Это говорит о том, что биомолекулы могут быть довольно распространены в углеродистых метеоритах и могли попасть на Землю с космическими камнями.
