Один из самых важных ингредиентов для возникновения жизни в космосе мог образоваться внутри комет

На данный момент информация о том, как возникла жизнь на Земле около 4 млрд лет назад из смеси органических соединений под названием первичный суп, довольно ограниченна. Считается, что жизненно важные вещества, такие как аминокислоты, липиды и сахара, образовались в космических пространствах и были доставлены на молодую Землю с помощью метеоритов и комет. Вопрос о том, как и где произошло образование компонентов, все еще остается предметом обсуждения, учитывая время и условия на остывающей планете.

Исходя из недавнего исследования, проведенного группой ученых из Германии и Франции, представленный сценарий не только кажется правдоподобным, но также предлагает наиболее вероятное объяснение происхождения определенных строительных блоков жизни на Земле. Отмечается, что некоторые из этих блоков, возможно, были сформированы более эффективно в межзвездном пространстве. Основное внимание в рамках этого исследования уделено образованию пептидов — коротких цепочек из 2–50 аминокислот, связанных между собой пептидными связями.

Благодаря своей уникальной последовательности аминокислот, они выполняют разнообразные функции, включая катализ биологических процессов. Ученые отмечают, что древние пептиды, возможно, способствовали появлению примитивных предшественников клеточных мембран. Однако, несмотря на важность пептидов для жизни на Земле, на ранней стадии формирования планеты, возможно, не было оптимальных условий для их образования, считают исследователи. Они объясняют, что вода могла негативно влиять на процесс образования пептидов из химических компонентов и, следовательно, препятствовать этому этапу абиогенеза, то есть зарождению жизни из неживой материи. Удивительно, что более благоприятная среда для образования пептидов может представлять собой межзвездное пространство, которое характеризуется разреженной материей и излучением, заполняющими пространство между звездными системами.

Под руководством Сержа Краснокутски, астрофизика из Института астрономии Макса Планка в Германии, авторы исследования смоделировали условия, существующие в межзвездной среде, что позволило им проверить в лаборатории некоторые ключевые детали о том, как на нашей планете могли образоваться пептиды.

Исследователи утверждают, что ключевыми составляющими для формирования пептидов в межзвездной среде являются углерод, монооксид углерода и аммиак. Эти компоненты способствуют образованию молекул аминокетена, которые затем могут собираться в цепочки, образуя пептиды. Кроме того, процесс коагуляции пылевых частиц в межзвездном пространстве способствует превращению молекулярного облака в протопланетный диск, способствуя образованию планет и других космических объектов. Исследователи отмечают, что внутри этих дисков, которые образуются вокруг звезд и содержат планетарные строения, кометы или астероиды, находящиеся далеко от своей звезды, играют ключевую роль в процессе образования пептидов.

При повышении температуры до 176 Кельвинов аммиак из молекулярного льда кометы соединяется с водой, образуя смесь с более низкой точкой плавления. Это позволяет создавать оптимальные условия для образования молекул аминокетена. В жидком состоянии молекулы могут свободно перемещаться, что помогает молекулам аммиака служить в качестве катализаторов. Длительные колебания температуры на небесных объектах способствуют сохранению пептидных связей за счет предоставления большего времени для химических реакций.

Авторы предполагают, что пептиды, вероятно, образовались таким образом по мере развития нашей собственной Солнечной системы и, возможно, позже достигли Земли в результате бомбардировки метеоритами, кометами и другими потенциально пептидоносными объектами. Это явление, вероятно, принесло на Землю хотя бы один важный компонент для жизни, который способствовал развитию протомембран — предшественников клеточных мембран, обеспечивающих структуру клеток и удерживающих их содержимое. Для более глубокого понимания происхождения жизни требуются дальнейшие исследования, чтобы изучить эти находки и заполнить пробелы в наших знаниях.

Недавнее исследование предполагает, что жизнь на Земле не возникла здесь самостоятельно, а распространилась через космическую пыль. Панспермия — это гипотеза о том, что жизнь может возникать на одной планете и быть перенесена на другую с помощью космических объектов. Новое исследование разделяет эту идею и проводит расчеты, чтобы определить скорость, с которой жизнь могла распространяться по галактике.