Пептиды в космосе: как ледяная пыль могла стать основой жизни

Вопрос о том, как именно зародилась жизнь на Земле, давно волнует умы ученых. Недавние исследования добавили к этой загадке новый, неожиданный поворот. Оказывается, первые кирпичики жизни могли появиться задолго до формирования планет - прямо в ледяных глубинах космоса.

Группа исследователей из университета Орхуса провела серию экспериментов, которые буквально переворачивают привычные представления о происхождении сложных органических молекул. До сих пор считалось, что для образования белков необходима жидкая вода и относительно мягкие условия, как на молодой Земле. Однако новые данные показывают: даже в суровых условиях межзвездного пространства, где царит леденящий холод и практически нет воды в привычном виде, возможно формирование сложных молекул, необходимых для жизни.

В ходе лабораторных опытов ученые смоделировали условия, максимально приближенные к тем, что существуют на поверхности космических пылевых частиц. Температура - минус 260 градусов по Цельсию, абсолютная тьма и воздействие мощного потока радиации, имитирующего космические лучи. В этих экстремальных условиях исследователи заморозили простейшую аминокислоту - глицин - и подвергли ее облучению высокоэнергетическими протонами.

Результат оказался поразительным: в ледяной матрице начали образовываться пептиды - короткие цепочки, состоящие из двух и более аминокислот. Именно такие структуры считаются первыми строительными блоками белков, без которых невозможна жизнь в привычном нам понимании. Более того, в процессе синтеза возникли не только обычная вода, но и ее редкая разновидность - с тяжелым изотопом водорода, а также целый спектр других органических соединений.

Как отмечают авторы работы, ранее считалось, что в межзвездных облаках могут формироваться только самые простые молекулы. Сложные соединения, по общепринятой версии, появлялись уже после того, как облака газа и пыли начинали сжиматься, образуя протозвезды и планеты. Однако новые эксперименты доказывают: химическая эволюция начинается гораздо раньше, еще на стадии ледяных пылевых зерен, которые дрейфуют в космосе миллионы лет.

Ключевую роль в этом процессе играет ионизирующее излучение. Оно не только разрушает молекулы, но и запускает цепные реакции, в ходе которых аминокислоты соединяются друг с другом, образуя пептиды. Таким образом, космическая радиация становится своеобразным «двигателем» химической сложности, даже там, где нет ни тепла, ни жидкой воды.

Это открытие существенно расширяет представления о возможных местах возникновения жизни. Если раньше ученые искали ее истоки в теплых океанах или гидротермальных источниках, то теперь становится ясно: синтез жизненно важных молекул может происходить прямо в ледяных облаках межзвездного пространства. А значит, строительные блоки жизни могут быть гораздо более распространены во Вселенной, чем предполагалось ранее.

Когда такие облака со временем сжимаются и формируют новые звезды и планеты, пептиды и другие органические соединения оказываются на поверхности молодых планет. Если условия на них оказываются подходящими - например, есть жидкая вода и энергия, - то вероятность возникновения жизни резко возрастает. По мнению исследователей, это открывает новые горизонты для поиска жизни за пределами Земли.

Интересно, что в ходе экспериментов удалось получить не только простейший дипептид - глицилглицин, но и целый ряд других сложных молекул. Это говорит о том, что процесс образования пептидов в космосе может быть гораздо более разнообразным и продуктивным, чем считалось ранее. Ученые уверены: если такие реакции возможны с глицином, то и другие аминокислоты способны образовывать пептиды в аналогичных условиях.

Впрочем, остается еще множество вопросов. Например, насколько устойчивы такие молекулы в условиях космоса, как долго они могут сохраняться и насколько эффективно они доставляются на молодые планеты. Но уже сейчас ясно: космос - не безжизненная пустыня, а огромная химическая лаборатория, где постоянно идут сложные реакции, способные привести к появлению жизни.

Как пишет Nature Astronomy, результаты этого исследования могут стать отправной точкой для новых поисков жизни во Вселенной. Теперь ученым предстоит выяснить, насколько распространены подобные процессы в других частях Галактики и могут ли они привести к появлению еще более сложных молекул, вплоть до РНК и ДНК.

Лично я считаю, что это открытие - настоящий прорыв. Оно не только меняет наше представление о происхождении жизни, но и заставляет по-новому взглянуть на роль космоса в этом процессе. Возможно, именно в ледяных глубинах межзвездных облаков зародились первые предпосылки для появления жизни на Земле - и, кто знает, может быть, где-то еще. Ранее мы писали: «Астрономы впервые увидели бурные этапы взросления молодых экзопланет».