Как зарождалась жизнь: органика, рожденная в огне звезд

С помощью эксперимента ученые доказали, что простейшие молекулы углерода, с помощью которых в прошлом могла зародиться жизнь, действительно могли образоваться в космосе — и помогают им в этом высокие температуры.

Если принять гипотезу о том, что жизнь на Земле произошла из густого первичного бульона, приправленного органикой из космоса, то возникает справедливый вопрос: какие молекулы возникли первыми и почему именно они дали рождение такому уникальному явлению? Благодаря новому эксперименту, теперь у нас есть лучшее представление о том, как это могло произойти.

Исследователи из Национальной лаборатории США им. Лоуренса Беркли показали, как две относительно простые молекулы углерода могут объединяться вокруг звезд, образуя кольцевые соединения, называемые полициклическими ароматическими углеводородами или ПАУ.

Именно эти маленькие, похожие на соты структуры позволяют осуществить скачок от простых цепочек углеводородов к более сложным строительным блокам, которые мы можем ассоциировать с нуклеиновыми кислотами и белками. Мы уже знаем, что космос полон химических веществ. На самом деле, до 20% всего углерода в Млечном Пути может быть заключено в ПАУ.

В нем также есть все компоненты, необходимые для встраивания в более крупные органические материалы, включая сферические трехмерные структуры, такие как бакиболлы. Конечно, споры о том, были ли эти соединения первыми «кирпичиками жизни», все еще продолжаются — как и дискуссии о том, как эти строительные белки могли образоваться естественным путем.

К счастью, это можно проверить.

Одна из гипотез предполагает, что некоторые короткоживущие виды углерода с неспаренными электронами — молекулы, известные как свободные радикалы, — могут сталкиваться при правильных условиях и формировать правильные кольцевые структуры, да еще и со значительной скоростью.

Это интересная идея, но ее надо доказать на практике. Чтобы проверить ее, исследователи ввели радикал 1-инденил с одним кольцом углерода в радикал метил. Это произошло в среде, нагретой до 1150 градусов по Цельсию. Затем, с помощью масс-спектрометра, ученые измерили выброс из сопла реактора и обнаружили в нем ПАУ. Они были представлены в виде кольца из 10 атомов углерода, также известного как молекула нафталина.

Что это значит? По факту, это отправная точка для будущих исследований химических реакций, происходящих в космосе. Демонстрация доказательства данной концепции позволит в конечном итоге провести единую черту — от фундаментальной физики образования углеродных молекул до создания самых сложных форм жизни.