Nature Astronomy: ученые раскрыли особые составляющие для жизни в космосе

Вопрос о происхождении жизни остаётся одним из наиболее фундаментальных в биологии и химии, требующим глубокого теоретического и экспериментального анализа. Долгое время предполагалось, что аминокислоты, ДНК и РНК могли спонтанно соединяться в первичные белковые структуры в древних океанах Земли, что могло бы служить начальной точкой для биохимической эволюции. Однако лабораторные попытки воспроизвести эти процессы пока не привели к успеху.

Международная группа исследователей из Орхусского университета и Института HUN-REN Atomki ставит под сомнение гипотезу о том, что формирование белков происходило исключительно на Земле, предлагая альтернативную модель, согласно которой органические предшественники белков могли образовываться в межзвёздных пылевых облаках. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Nature Astronomy, демонстрируют широкое распространение органических соединений, которые потенциально могут служить строительными блоками для жизни в космосе.

В лабораторных условиях исследователи создали среду с экстремально низким давлением и температурой -260 °C, используя технологию сверхвысокого вакуума. В камеру был помещён глицин, который подвергался облучению частицами, имитирующими воздействие космических лучей, для изучения возможности синтеза пептидов — коротких цепочек аминокислот — в подобных условиях.

Эксперимент позволил зафиксировать образование пептидов и воды в результате реакции молекул глицина, что подтверждает возможность аналогичных процессов в межзвёздной среде на поверхности пылевых частиц, являющихся важными компонентами протопланетных дисков.

Пептиды играют ключевую роль в синтезе белков, что делает их изучение критически важным для понимания механизмов зарождения жизни. Полученные результаты не только подтверждают наличие сложных органических соединений в космосе, но и демонстрируют универсальность реакций связывания аминокислот, предполагая, что аналогичные процессы могут протекать и с более сложными аминокислотами.

Предыдущие исследования предполагали, что в холодных пылевидных облаках преимущественно формируются простейшие молекулы, а сложные органические соединения возникают в протопланетных дисках на более поздних этапах. Однако новые данные указывают на возможность образования сложных органических структур на значительно более ранних этапах, что расширяет наше понимание процессов химической эволюции в космосе.

Современные модели звездообразования предполагают, что звёзды и планеты формируются из единого газопылевого облака. Если пептиды действительно существуют на этой стадии, новообразованные планеты получают готовый набор химических компонентов, необходимых для дальнейшей химической эволюции и потенциального зарождения жизни. На планетах, находящихся в зоне обитаемости, эти процессы могут способствовать возникновению жизни.

Настоящее исследование значительно увеличивает вероятность существования жизни за пределами Земли, однако оно не раскрывает механизмы, посредством которых химические элементы объединяются в живые системы.

Учёные намерены продолжить исследования, направленные на изучение синтеза более сложных пептидов и ранних этапов химической эволюции в космосе. Учитывая наличие множества органических соединений в межзвёздной среде, будущие работы, вероятно, откроют новые аспекты этого сложного и многообразного процесса, способствуя более глубокому пониманию происхождения жизни во Вселенной.