Жизнь началась не на Земле? В образцах с астероида нашли белок, переживший рождение Солнечной системы

Триптофан — одно из важнейших звеньев в цепочке жизни на Земле. Он входит в число 20 аминокислот, из которых строятся белки в клетках всех организмов, и относится к так называемым незаменимым: наш организм не умеет его синтезировать, поэтому мы получаем его исключительно с пищей. Именно триптофан, к слову, делает индейку героем популярного мифа про «сонный эффект» после ужина на День благодарения — хотя на самом деле не он один в этом виноват.

Теперь же триптофан впервые обнаружили не на Земле, а на астероиде. Это произошло благодаря миссии OSIRIS-REx, которая в 2020 году посадила зонд на поверхность Бенну, собрала 121,6 грамма пыли и камней, а в 2023-м доставила их на Землю. С тех пор образцы постепенно передают учёным по всему миру, и одна из команд, проанализировав всего 50 миллиграммов вещества, нашла следы триптофана. Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Это не первая молекула жизни, которую обнаружили в образцах с Бенну. Ранее в них уже находили 14 из 20 «земных» аминокислот, а также все 5 азотистых оснований — кирпичиков, из которых строятся ДНК и РНК. Астробиологи считают, что такие находки всё сильнее подтверждают идею о внеземном происхождении ингредиентов для жизни: молекулы, с которых она началась, могли появиться вовсе не на нашей планете.

До этого аминокислоты находили и в других источниках: на астероиде Рюгу, с которого японский аппарат Hayabusa2 доставил образцы в 2019 году, и в упавших на Землю метеоритах. Но триптофан до сих пор не встречался ни в одном из них — он слишком сложный и, вероятно, слишком чувствительный к условиям падения. Поэтому его присутствие в нетронутом веществе с Бенну — сенсационное открытие.

Как поясняет один из авторов работы, органический геохимик NASA Анджел Мохарро, молекулы, найденные на Бенну, — это как детали конструктора: сами по себе они ещё не жизнь, но их можно сложить в нечто большее. И то, что такие элементы формируются естественным путём в космосе, вне Земли, даёт понять: химия, из которой могла появиться жизнь, не уникальна для нашей планеты. Более того — она, вероятно, началась задолго до появления Земли как таковой.

Астероид Бенну сформировался, по оценкам учёных, около 4,5 млрд лет назад, предположительно в главном поясе астероидов между Марсом и Юпитером. Он представляет собой обломок более крупного тела, разрушившегося в период от 2 млрд до 700 млн лет назад. Его исходный состав родом из гораздо более далёкого прошлого: элементы, из которых он состоит, образовались в ходе взрывов древних звёзд — сверхновых, которые предшествовали рождению Солнечной системы. Эти звёздные атомы потом пережили мощные удары, нагрев, солнечное излучение — всё, что могло изменить химический состав и дать начало сложным молекулам.

Бенну содержит не только органические соединения, но и аммиак — вещество, которое играет ключевую роль в синтезе аминокислот. А ещё — разнообразные минералы и соли, в том числе карбонат натрия, похожий на игольчатые кристаллы. Именно такие соединения в метеоритах обычно не сохраняются: атмосферный вход сжигает всё хрупкое, и до Земли доходят только пережжённые остатки.

Здесь важен и сам метод доставки. OSIRIS-REx не просто подобрал метеорит с Земли — он вернулся с образцами прямо с поверхности астероида, не давая им соприкоснуться с земной атмосферой. Это сделало материал по-настоящему девственным — в нём не оказалось загрязнений и преобразований, неизбежных при падении. Такие образцы называют капсулами времени: они буквально сохраняют химию первых млрд лет истории Солнечной системы.

В целом на Бенну уже нашли 33 разных аминокислоты, но только 15 из них входят в состав белков живых организмов на Земле. С обнаружением триптофана счёт вырос ещё на одну. А это означает, что список биологически значимых соединений, которые могли прибыть на раннюю Землю с космическими телами, становится всё длиннее.

Согласно гипотезе, которую ещё в 1990-х сформулировал один из пионеров исследований происхождения жизни Харольд Моровиц, многие молекулы, которые участвуют в биологических процессах, могли быть своего рода «молекулярными окаменелостями» — реликтами из времён формирования планет. Новые находки всё больше на это указывают.

Как выразилась профессор Кейт Фриман из Пенсильванского университета, не участвовавшая в исследовании: «астероиды были своего рода службой доставки для ранней Земли». Они несли с собой органический багаж, из которого потом — возможно — и началась биология.