Все элементы ДНК и РНК обнаружены в метеоритах

В метеоритах обнаружено больше ингредиентов для жизни.

Космические камни, упавшие на Землю в течение последнего столетия, содержат пять оснований, которые хранят информацию в ДНК и РНК, сообщают ученые 26 апреля в журнале Nature Communications.

Эти "нуклеобазы" - аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил - в сочетании с сахарами и фосфатами составляют генетический код всего живого на Земле. Прилетели ли эти основные ингредиенты для жизни из космоса или образовались в теплом супе земной химии, пока неизвестно (SN: 9/24/20). Но, по словам исследователей, это открытие дополняет доказательства того, что предшественники жизни изначально пришли из космоса.

Ученые обнаружили кусочки аденина, гуанина и других органических соединений в метеоритах с 1960-х годов (SN: 8/10/11, SN: 12/4/20). Исследователи также видели намеки на урацил, но цитозин и тимин оставались неуловимыми до сих пор.

"Мы завершили набор всех оснований, встречающихся в ДНК, РНК и жизни на Земле, и они присутствуют в метеоритах", - говорит астрохимик Дэниел Главин из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.

Несколько лет назад геохимик Ясухиро Оба из Университета Хоккайдо в Саппоро, Япония, и его коллеги разработали методику, позволяющую аккуратно извлекать и разделять различные химические соединения в жидкой метеоритной пыли, а затем анализировать их.

"Наш метод обнаружения имеет на порядки более высокую чувствительность, чем тот, который применялся в предыдущих исследованиях", - говорит Оба. Три года назад исследователи использовали этот же метод, чтобы обнаружить рибозу, сахар, необходимый для жизни, в трех метеоритах (SN: 11/22/19).

В новом исследовании Оба и его коллеги объединили усилия с астрохимиками из НАСА для анализа одного из этих трех метеоритов и еще трех образцов в поисках другого типа важнейшего ингредиента для жизни - нуклеобазы.

Исследователи считают, что их более мягкий метод экстракции, в котором вместо обычной кислоты используется холодная вода, позволяет сохранить соединения в неизменном виде. "Мы обнаружили, что этот метод извлечения очень удобен для этих хрупких нуклеобаз", - говорит Главин. "Это больше похоже на холодную заварку, чем на приготовление горячего чая".

С помощью этого метода Глэвин, Оба и их коллеги измерили содержание оснований и других соединений, связанных с жизнью, в четырех образцах метеоритов, упавших несколько десятилетий назад в Австралии, Кентукки и Британской Колумбии. Во всех четырех образцах команда обнаружила и измерила аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, несколько соединений, связанных с этими основаниями, и несколько аминокислот.

Используя ту же методику, команда также измерила химическое изобилие в почве, собранной с австралийского участка, а затем сравнила показатели метеорита с показателями почвы. Для некоторых обнаруженных соединений показатели метеоритов были выше, чем в окружающей почве, что говорит о том, что эти соединения попали на Землю в этих породах.

Но для других обнаруженных соединений, включая цитозин и урацил, содержание в почве в 20 раз выше, чем в метеоритах. Это может указывать на земное загрязнение, говорит космохимик Майкл Каллахан из Университета штата Бойсе в Айдахо.

"Я думаю, что исследователи положительно идентифицировали эти соединения", - говорит Каллахан. Но "они не представили достаточно убедительных данных, чтобы убедить меня в том, что они действительно внеземные". Каллахан ранее работал в НАСА и сотрудничал с Главиным и другими специалистами в области измерения органических материалов в метеоритах.

Но Главин и его коллеги указывают на несколько конкретных обнаруженных химических веществ в поддержку гипотезы о межпланетном происхождении. В новом анализе исследователи измерили более десятка других соединений, связанных с жизнью, включая изомеры нуклеобазы, говорит Главин. Изомеры имеют те же химические формулы, что и связанные с ними основания, но их ингредиенты организованы по-другому. Команда обнаружила некоторые из этих изомеров в метеоритах, но не в почве. "Если бы имело место загрязнение из почвы, мы должны были бы увидеть эти изомеры и в почве. Но мы этого не сделали", - говорит он.

Обращение непосредственно к источнику таких метеоритов - нетронутым астероидам - может прояснить этот вопрос. Оба и его коллеги уже используют свой метод извлечения на кусочках с поверхности астероида Рюгу, который японская миссия Hayabusa2 доставит на Землю в конце 2020 года (SN: 12/7/20). Миссия НАСА OSIRIS-REx должна вернуться в сентябре 2023 года с аналогичными образцами с астероида Бенну (SN: 1/15/19).

"Мы очень рады тому, какие истории могут рассказать эти материалы", - говорит Главин.