Строительный блок жизни мог сформироваться в облаках космической пыли, прежде чем достигнуть Земли

Мало найдется более важных вопросов, чем вопрос о том, как на Земле впервые зародилась жизнь, но попытки провести детективную работу спустя почти 4 миллиарда лет после этого события, по понятным причинам, даются ученым с трудом. Теперь, похоже, мы нашли еще одну подсказку.

Новое исследование посвящено пептидам, уменьшенным версиям белков и одним из основных строительных блоков, необходимых для существования жизни. Они управляют всеми видами процессов в организме, и обычно для образования этих пептидов необходима вода.

Аминокислоты - это органические соединения, из которых состоят пептиды. Новое исследование демонстрирует, как химический прекурсор под названием аминокетен - из которого может образоваться аминокислота глицин - может быть создан в космических условиях и без присутствия воды. Фактически, этап с водой можно пропустить.

"Вместо того, чтобы совершать химический обходной путь, в ходе которого образуются аминокислоты, мы хотели выяснить, не могут ли молекулы аминокетена образовываться вместо них и соединяться напрямую, образуя пептиды", - говорит астрофизик Серж Краснокутски из Йенского университета в Германии.

"И мы сделали это в условиях, которые преобладают в космических молекулярных облаках, то есть на частицах пыли в вакууме, где в изобилии присутствуют соответствующие химические вещества: углерод, аммиак и угарный газ".

Команда использовала камеру сверхвысокого вакуума для имитации космоса и субстраты для имитации пылевых частиц, чтобы показать путь реакции, который работает при давлении, составляющем одну квадриллионную часть от нормального давления воздуха, и при температуре минус 263 градуса Цельсия (минус 441 градус по Фаренгейту).

В ходе экспериментов был также обнаружен аминокетен, и высокореакционная природа молекул аминокетена, вероятно, стала залогом того, что реакция вообще произошла, говорят исследователи - в противном случае она просто была бы слишком холодной, чтобы работать.

Другими словами, условия внутри облаков космической пыли потенциально могут способствовать образованию пептидов, и именно таким образом они попадают на Землю. Это еще одно направление для исследований ученых, показывающее, что для зарождения жизни на нашей планете не обязательно нужна была правильная химическая смесь.

"Исследования показали, что в этих условиях из простых химических веществ образовался пептид полиглицин", - говорит Краснокутский.

"Это, таким образом, цепочки очень простой аминокислоты глицина, и мы наблюдали их различную длину. Самые длинные образцы состояли из одиннадцати единиц аминокислоты".

Даже при высокой реакционной способности молекул аминокетонов результаты все равно удивили ученых - они подозревают, что квантовая механика может играть роль в преодолении энергетических барьеров химической реакции.

Если это так в таких сверхмалых масштабах, то атомы водорода могут туннелировать через энергетический барьер, а не преодолевать его. Это одна из тех областей, которые могут быть изучены в ходе будущих исследований.

Ученые уже сейчас пытаются выяснить, какие ингредиенты для жизни могли быть доставлены из космоса, а какие были смешаны прямо на Земле. Новое исследование дает еще несколько подсказок о происхождении жизни - как здесь, так и, возможно, на других планетах.

"Доставка биополимеров, образованных в результате этой химии, на скалистые планеты в обитаемой зоне может быть важным элементом в происхождении жизни", - заключают исследователи.

Исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.