Новости от профессора естественных наук имени Бэрда и директора Института в Гарвардском университете, а также автора бестселлеров «Внеземной» и «Межзвездный» Ави Лёба, который уверен, что лучшее в науке ещё впереди
Новая статья, опубликованная в Nature Astronomy здесь, сообщает дразнящие результаты лабораторных экспериментов, которые показывают, что строительные блоки белков и жизни, как мы её знаем, могут образовываться естественным образом на поверхности межзвездных пылевых зерен и не ограничиваются, как считалось ранее, химией жидкой воды на поверхности обитаемых землеподобных планет. Это говорит о том, что «Лего-частицы» для жизни могут быть собраны в холодных и разреженных средах межзвездного пространства и повсеместно распространены во Вселенной.
Это открытие полностью согласуется с обнаружением аминокислот, синтезирующих белки, и пяти нуклеооснований, используемых в РНК и ДНК, в материале, доставленном на Землю с астероида Бенну миссией OSIRIS-REx.
Традиционное представление о происхождении жизни на Земле сформировалось благодаря знаковому исследованию 1953 года, проведенному Стэнли Миллером и Гарольдом Юри, которые смоделировали условия ранней Земли, чтобы показать, что простые органические молекулы, такие как аминокислоты, могут спонтанно образовываться из неорганических предшественников. В эксперименте использовались метан (CH4), аммиак (NH3), водород (H2) и вода (H2O), а также применялась электрическая искра — имитирующая молнию, — для демонстрации естественного образования аминокислот.
Новые эксперименты проводились в Орхусском университете в Дании и в исследовательском центре HUN-REN Atomki в Венгрии. Физические условия, с которыми сталкиваются частицы межзвездной пыли, были воспроизведены в камере сверхвысокого вакуума с температурой всего 13 градусов Кельвина выше абсолютного нуля (или -260 градусов Цельсия).
Предыдущие эксперименты уже показали, что простые аминокислоты, такие как глицин, могут образовываться в межзвездном пространстве, но новые эксперименты продемонстрировали, что более сложные молекулы, такие как пептиды, могут естественным образом образовываться на холодной поверхности пылевых частиц до того, как эти частицы войдут в состав планет. Пептиды — это короткие цепочки, в которых отдельные аминокислоты соединяются друг с другом. При образовании связей пептиды образуют белки, которые необходимы для жизни. Определение места и способа образования белковых предшественников является ключевым шагом в выяснении происхождения жизни.
В новых экспериментах глицин был помещен в вакуумную камеру и подвергнут воздействию имитированных космических лучей с помощью ионного ускорителя в HUN-REN Atomki. В результате бомбардировки энергичными частицами молекулы глицина начали реагировать друг с другом, образуя пептиды и воду. Это указывает на то, что производство белков может происходить на поверхности межзвездных пылевых частиц, которые коагулируют, образуя камни и планеты в гигантских молекулярных облаках, служащих колыбелями для новорожденных звезд.
Если пептиды широко распространены на поверхностях межзвездных пылевых частиц, то они могут легко доставляться на поверхность пригодных для жизни планет, подобных Земле, — где может происходить химия жизни в жидкой воде. Реакция, связывающая аминокислоты в пептиды, подчиняется одним и тем же основным правилам химии повсюду, что делает ранние этапы происхождения жизни универсальными для всей Галактики.
Тем не менее, появление белков — это лишь один элемент в головоломке происхождения жизни. Другие элементы включают мембраны, нуклеооснования и нуклеотиды, естественное образование которых активно изучается в передовых лабораторных экспериментах, таких как те, которые проводил Джек Шостак в Чикагском университете.
Астрономы, работающие в основном с астрономическими исследованиями, сосредоточены на поиске микробов за пределами Земли. Но, как я часто утверждаю, было бы разумно подстраховаться и одновременно заняться поиском внеземного разума. Одно из преимуществ обнаружения продвинутых внеземных ученых заключается в том, что они могут рассказать нам о знаниях, которые они приобрели относительно истории «жизни в космосе» (это, кстати, название учебника, который я написал в соавторстве со своим бывшим постдоком Манасви Лингамом в 2021 году). Отношения с кем-то умнее нас позволяют нам расширять свою базу знаний. Как часто бывает в науке, лучшее ещё впереди.