Вода переоценена? Образцы астероида возрастом 4,6 млрд лет показали, что жизнь может начинаться без капли влаги

Крошечные фрагменты древнего астероида, доставленные на Землю, изменили представления ученых о том, где и при каких условиях могли появиться первые органические молекулы. Новое исследование показывает, что аминокислоты способны формироваться не только в теплой воде, как считалось десятилетиями, но и в ледяной среде под воздействием радиации на раннем этапе истории Солнечной системы.

Речь идет о пробах с астероида Бенну, которые миссия NASA OSIRIS-REx доставила на Землю в 2023 году. Эти частицы считаются практически неизмененным веществом возраста около 4,6 млрд лет. Команда из Университета штата Пенсильвания изучила микроскопические зерна породы и содержащиеся в них органические соединения. Анализ показал, что привычное требование к обязательному наличию теплой жидкой воды для синтеза аминокислот не подтверждается.

В образцах обнаружили глицин - простейшую аминокислоту, которая входит в состав белков живых организмов. Чтобы восстановить историю ее появления, ученые измерили изотопный состав молекул. Такой подход позволяет по соотношению изотопов понять, в какой среде и при каких процессах возникло вещество, поскольку разные условия оставляют различимый химический след.

Результаты не совпали с классической моделью, известной как синтез Штреккера. Эта схема описывает образование глицина в присутствии жидкой воды и умеренного нагрева. Изотопные данные указали на другой сценарий. Молекулы белковых предшественников, по расчетам авторов, сформировались внутри замерзших льдов, которые подвергались облучению во внешних областях молодой планетной системы. Там сочетались низкие температуры и радиоактивное воздействие, способное запускать химические реакции без воды.

Многое здесь решило качество измерений. В лаборатории использовали специально доработанные приборы, которые умеют «видеть» изотопный состав даже в следовых количествах органических веществ. Речь идет о пробах, где концентрации настолько малы, что обычные методы дают слишком грубый результат. По словам авторов работы, без такой чувствительной аппаратуры понять, как именно возник глицин в этих частицах, просто не получилось бы.

Затем цифры из образцов сравнили с данными по метеориту Мерчисон, который упал в Австралии в 1969 году и до сих пор остается одним из главных ориентиров в исследованиях внеземных аминокислот. Его состав указывает на более «мягкий» сценарий химических реакций, при умеренных температурах и с участием жидкой воды. Пробы с Бенну, напротив, показывают другую историю, связанную с холодом и сильным излучением.

Такое различие означает, что на раннем этапе существовало несколько разных химических зон, где процессы шли по разным правилам. Где-то органика возникала в водной среде, где-то внутри замерзших масс под радиационным воздействием. Выходит, базовые молекулы для будущей биологии могли появляться параллельно разными способами, а затем попадать на молодые планеты вместе с метеоритами.