В образцах грунта, доставленных с астероида Рюгу японской миссией, ученые идентифицировали полный набор из пяти основных нуклеиновых оснований, составляющих основу ДНК и РНК. Эти соединения — аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил — служат фундаментальными элементами генетического кода всех земных организмов.
Виктор Левин
Данные, обнародованные в издании Nature Astronomy, не просто фиксируют факт их присутствия во внеземном материале, но и указывают на своеобразие химического профиля по сравнению с другими изученными метеоритами. Указанные основания критически важны не только для кодирования и передачи наследственных данных, но и выполняют множество функций в обмене веществ, например, входя в структуру АТФ и различных коферментов. Их ранее находили в углистых хондритах, что породило гипотезу об абиогенном синтезе подобных сложных молекул в условиях межзвездных ледяных зерен или на протопланетных телах в присутствии воды. Это служит доводом в пользу теории, согласно которой базовые компоненты жизни не являются сугубо земным феноменом, а могли быть доставлены на молодую Землю извне при столкновениях с космическими объектами.
Представленная работа японских исследователей опирается на изучение проб, собранных аппаратом «Хаябуса-2» в конце 2020 года. Применяя усовершенствованные аналитические методики и располагая значительным количеством вещества, специалисты впервые смогли достоверно определить и сравнить концентрации всех пяти стандартных нуклеиновых оснований в материале астероида.
Сопоставление этих результатов с данными по метеоритам Мёрчисон и Оргей, а также по астероиду Бенну, выявило заметные несоответствия. В грунте с Рюгу соотношение пуринов (аденина и гуанина) и пиримидинов (цитозина, тимина и урацила) оказалось близким к равному. В отличие от этого, в метеорите Мёрчисон доминировали пурины, а в веществах Бенну и Оргей — пиримидины. Как полагают авторы исследования, такие вариации отражают уникальные химические и эволюционные истории материнских тел, сформированные под влиянием различных физико-химических условий в Солнечной системе.
В контексте современных астробиологических исследований находка в веществе Рюгу представляет собой не просто обнаружение конкретных молекул, а предоставляет уникальный химический «отпечаток пальца» ранней Солнечной системы. Астероид Рюгу, принадлежащий к углеродистым хондритам типа CI, считается одним из наиболее примитивных и неизмененных объектов. Его вещество практически не подвергалось плавлению и сильному нагреву, что делает его своеобразной капсулой времени, сохранившей химию эпохи формирования планет.
Таким образом, равное соотношение пуринов и пиримидинов, выявленное японскими учеными, может отражать более сбалансированные или иные условия синтеза органики в протопланетном диске по сравнению с теми, что привели к образованию родительских тел других метеоритов. Это указывает на то, что пути абиогенного образования пребиотических молекул были разнообразны и зависели от локальных условий — состава газов, температуры, наличия воды и минеральных катализаторов.
Полученные результаты вносят существенный вклад в давнюю дискуссию о возможности заноса готовых органических соединений из космоса. Ранее критики гипотезы панспермии (в ее химической форме) указывали на то, что хрупкие органические молекулы, такие как пиримидиновые основания, могли разрушаться при входе в атмосферу или ударном событии. Однако открытие полного натика оснований в практически нетронутом веществе астероида укрепляет позицию, согласно которой значительные количества подобной органики могли доставляться не только метеоритами, но и, что важнее, в виде микрометеоритов и межпланетной пыли, которые достигают поверхности более мягко. Это превращает падение астероидов и постоянную бомбардировку пылью не в катастрофическое, а в конструктивное явление, постепенно обогащавшее молодую Землю сложным химическим сырьем.
Таким образом, работа японских исследователей выводит изучение космического происхождения жизни на новый, количественный уровень. Она смещает фокус с вопроса «есть ли там органика?» на более глубокие проблемы: как именно она формировалась, какую историю хранит и каким образом ее конкретный молекулярный профиль предопределил или, наоборот, не предопределил последующее возникновение биологических систем. Открытие всех пяти ключевых оснований ДНК и РНК на Рюгу служит убедительным доказательством того, что фундаментальная химия, лежащая в основе генетики, является неотъемлемой частью химической эволюции вещества в космосе.