Пребиотические молекулы, которые участвуют в ключевых метаболических процессах жизни — химических реакциях в клетках, преобразующих пищу в энергию, — могли возникнуть в глубинах космоса задолго до появления Земли. Таковы результаты экспериментов ученых с факультета химии Гавайского университета в Маноа, которыми они поделились в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сотрудники Лаборатории астрохимии им. У. М. Кека воспроизвели экстремальные условия плотных межзвездных облаков и обнаружили механизм формирования полного набора сложных карбоновых кислот — основных компонентов современного метаболизма — без участия жизни, за временные масштабы, эквивалентные нескольким миллионам лет.
Исследование сосредоточено на молекулах, подобных тем, что участвуют в цикле Кребса — фундаментальном метаболическом пути, используемом почти всеми живыми организмами. Эти молекулы, помогающие расщеплять питательные вещества для высвобождения энергии, могут иметь космическое происхождение, формируясь в ледяных, низкотемпературных средах межзвездного пространства.
Исследователи смоделировали эти условия, заморозив простые газы почти до абсолютного нуля и подвергнув их воздействию галактических космических лучей, а затем постепенно нагревая – то есть имитируя процессы, происходящие при формировании новых звезд. Им удалось получить полный набор органических кислот, включая моно-, ди- и трикарбоновые кислоты цикла Кребса. Эти же соединения обнаружены в богатых углеродом астероидах и метеоритах, таких как Рюгу и Мёрчисон, которые связывают с ранней химией жизни на Земле.
Результаты подтверждают гипотезу о том, что ранняя Земля могла унаследовать из космоса «стартовый набор» строительных блоков жизни. По мере формирования планет из пыли и газа вокруг молодых звезд эти пребиотические молекулы могли быть доставлены кометами или астероидами, запуская химические процессы, которые в итоге привели к возникновению жизни.
«Эта работа показывает, что основные ингредиенты для химии жизни могли быть созданы в космосе задолго до образования Земли. Моделируя условия глубокого космоса здесь, на Гавайях, мы показываем, как жизнь могла зародиться не только на Земле, но и где угодно во Вселенной», – подытожил профессор химии Гавайского университета в Маноа Ральф И. Кайзер.
Образцы с астероида Бенну ставят под сомнение космическое происхождение жизни на Земле
Биофизики воспроизвели условия, в которых на Земле зародилась жизнь