Фундаментальная химия, лежащая в основе жизни на Земле, могла возникнуть не в тёплых океанах или гидротермальных источниках, а в ледяных глубинах межзвёздного пространства. Новое исследование показывает, что пептиды — молекулярные цепи, необходимые для белков — могут формироваться внутри ледяных пылевых зёрен, подверженных космической радиации, процесс, который ранее считался невозможным. Это открытие переосмысливает наше понимание того, как возникли предшественники жизни, и расширяет диапазон сред, в которых жизнь потенциально может появиться.
Давно стоящая загадка формирования пептидов
В течение многих лет учёные знали, что простые органические молекулы существуют в межзвёздных облаках и метеоритах. Однако в этой истории оставался существенный пробел: как аминокислоты, строительные блоки белков, могли соединяться в суровом вакууме космоса, образуя пептиды. Долгое время считалось, что для этих реакций необходима жидкая вода, но это новое исследование демонстрирует альтернативный путь.
Как космический лёд стимулирует химические реакции
Исследователи из Орхусского университета смоделировали космические условия в лаборатории, заморозив глицин (простую аминокислоту) до криогенной температуры -260°C (-436°F). Затем они облучили замороженный образец высокоэнергетическими протонами, имитируя космические лучи. Результат? Образование глицилглицина, простейшего дипептида.
Этот процесс показывает, что ионизирующее излучение может обеспечить достаточно энергии для разрыва и переформирования химических связей, позволяя аминокислотам, застрявшим во льду, соединяться без необходимости в жидкой воде. «Все типы аминокислот связываются в пептиды посредством одной и той же реакции», — объясняет соавтор Альфред Томас Хопкинсон. «Поэтому очень вероятно, что другие пептиды также естественным образом образуются в межзвёздном пространстве».
За пределами воды: Новое понимание пребиотической химии
Команда также наблюдала образование как обычной воды, так и обогащённой дейтерием воды, наряду с различными другими сложными органическими молекулами. Это открытие бросает вызов общепринятому мнению о том, что сложные молекулы образуются только позже в процессе формирования звёзд и планет. Вместо этого, оно предполагает, что строительные блоки жизни создаются гораздо раньше, внутри холодных, плотных межзвёздных облаков.
Последствия для поиска внеземной жизни
Последствия огромны: если пептиды могут образовываться в космосе, они могут быть доставлены на скалистые планеты в новообразованных солнечных системах. Это означает, что предшественники жизни не ограничиваются тёплыми, влажными условиями на Земле. Открытие расширяет поиск внеземной жизни, предполагая, что жизнь может возникнуть в средах, которые ранее считались непригодными для жизни.
«В конечном итоге эти газовые облака схлопываются в звёзды и планеты… Если эти планеты окажутся в обитаемой зоне, то существует реальная вероятность того, что жизнь может возникнуть». – Серхио Иополло, Орхусский университет.
В то время как точное происхождение жизни остаётся неизвестным, это исследование показывает, что многие необходимые молекулы создаются естественным образом в космосе. Команда сейчас работает над выявлением других пептидов и сложных органических молекул, которые могут образовываться в аналогичных условиях. Это важнейший шаг к пониманию того, как жизнь может возникнуть в огромной, холодной Вселенной.
