Земля не создавала жизнь — только принимала посылки из космоса. В астероиде нашли все пять молекул ДНК

Ранняя Земля совсем не походила на место, где могла спокойно зародиться жизнь. Планету разогревали вулканы, поверхность бомбардировало жесткое излучение, а обстановка оставалась крайне нестабильной. отсюда возникает следующий вопрос: откуда вообще взялись молекулы, без которых невозможны ДНК и РНК? Один из самых обсуждаемых ответов связан с астероидами и кометами, которые миллиарды лет назад регулярно врезались в молодую Землю и могли приносить с собой органическое вещество.

Недавняя исследовательская работа добавила этой версии весомый аргумент. В образцах астероида Рюгу исследователи нашли все пять нуклеобаз. Нуклеобазы — это азотсодержащие молекулы, из которых строятся ДНК и РНК, то есть носители наследственной информации у всех живых организмов на Земле. В полный набор входят аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил.

Образцы доставила японская миссия Hayabusa2. Японское агентство аэрокосмических исследований JAXA запустило аппарат в 2014 году и отправило его к Рюгу по маршруту длиной около 300 млн км. В 2018 году зонд достиг астероида, а через год провел забор материала: сел на поверхность, выстрелил в грунт специальным снарядом и собрал выброшенные фрагменты породы в ловушку. Затем капсула с образцами вернулась на Землю.

Рюгу изучают уже не первый год, но именно теперь ученым удалось зафиксировать в привезенном материале весь набор нуклеобаз сразу. Для такой работы исследователи использовали образцы, которые с самого начала хранились в строго контролируемых условиях. Химический анализ проводили в чистой комнате, чтобы исключить даже следы земного загрязнения. Команда отдельно проверила происхождение найденных молекул и пришла к выводу, что соединения сформировались на самом астероиде, а не попали в образцы уже после возвращения на Землю.

Полной неожиданностью находка не стала. Ранее в материале с Рюгу уже находили урацил, одну из пяти нуклеобаз. Похожие соединения фиксировали и в других внеземных объектах: в образцах астероида Бенну, а также в метеоритах Мерчисон и Оргей. Однако нынешняя работа впервые показала, что в одном и том же наборе образцов с Рюгу присутствуют сразу все пять молекул, необходимых для построения ДНК и РНК.

На одном факте присутствия нуклеобаз история не заканчивается. Исследователи сравнили химический состав Рюгу с данными по Бенну, Мерчисону и Оргею и увидели заметные различия в относительном содержании молекул. В образцах Рюгу пурины, аденин и гуанин, встречаются примерно в тех же количествах, что и пиримидины, цитозин, тимин и урацил. У метеорита Мерчисон картина иная: там заметно больше пуринов. У Бенну и Оргея, наоборот, преобладают пиримидины.

Такая разница важна не только сама по себе. Соотношение пуринов и пиримидинов помогает понять, в каких химических условиях возникали органические молекулы. Команда заметила еще одну любопытную связь: у Рюгу, Бенну и Оргея образцы с более высоким содержанием аммиака обычно показывали более низкое соотношение пуринов к пиримидинам. Проще говоря, чем больше аммиака, тем меньше относительная доля аденина и гуанина по сравнению с цитозином, тимином и урацилом.

Аммиак давно рассматривают как важный участник предбиотической химии, то есть химических процессов, которые предшествовали появлению жизни. Новый результат намекает, что содержание аммиака могло заметно влиять на набор нуклеобаз, возникавших внутри древних астероидов. При этом известные механизмы синтеза пока не предсказывают такую зависимость. Значит, в ранней Солнечной системе могли работать химические пути, которые наука еще не описала.

Следующий шаг — анализ более широкого набора метеоритов и лабораторные эксперименты, имитирующие условия внутри примитивных астероидов. Такие опыты должны показать, какие реакции действительно могут давать нуклеобазы и почему в одних космических телах преобладают пурины, а в других пиримидины. Без такой проверки связь с аммиаком останется наблюдением, а не объясненным механизмом.

Уже сейчас результат выглядит важным по другой причине. Полный набор нуклеобаз нашли уже в материале двух богатых углеродом астероидов, Бенну и Рюгу. Такая повторяемость меняет представление о распространенности органических молекул в молодой Солнечной системе. Нуклеобазы, похоже, не были редкой экзотикой, а встречались в космическом веществе заметно чаще, чем предполагали раньше.

Для гипотезы о космическом происхождении части строительных блоков жизни такой вывод особенно важен. Если астероиды действительно несли на молодую Землю нуклеобазы и другие органические соединения, столкновения могли не просто менять поверхность планеты, но и постепенно насыщать ее химическим материалом, из которого позже возникли более сложные системы. Рюгу добавил в такую картину не красивую метафору, а конкретный набор молекул, найденный в реальном астероидном веществе.