Аминокислоты в метеоритах образовались из широко распространённых в ранней Солнечной системе веществ

Учёные воссоздали реакцию, в ходе которой изотопы углерода попадали в разные органические соединения. Это опровергает представление о том, что органические соединения, такие как аминокислоты, образовались из обогащённых изотопами субстратов. Открытие предполагает, что строительные блоки жизни в метеоритах произошли от широко доступных веществ в ранней Солнечной системе.

Результаты были опубликованы онлайн в Science Advances 28 апреля 2021 года.

Углистые метеориты содержат строительные блоки жизни, включая аминокислоты, сахара и нуклеиновые основания. Эти метеориты могли доставить эти молекулы на пребиотическую Землю.

Небольшие органические молекулы в метеоритах обычно обогащены тяжёлым изотопом углерода (¹³C). Однако наиболее распространённое органическое вещество в метеоритах обеднено ¹³C. Такое различие давно озадачивало учёных. Считалось, что малые молекулы произошли от обогащённых ¹³C веществ из крайне холодной внешней Солнечной системы и/или солнечной туманности.

Однако команда исследователей из Университета Тохоку и Университета Хоккайдо представила новую гипотезу. Они утверждают, что реакции типа формозного синтеза (образование сахара из формальдегида) создают значительную разницу в концентрации ¹³C между малыми и крупными органическими молекулами.

Воссоздав реакцию формозного типа в лаборатории, исследователи обнаружили, что изотопный состав углерода метеоритной органики создаётся этой реакцией даже в горячем водном растворе.

Их выводы предполагают, что органические соединения образовались без использования обогащённых изотопами субстратов из внешней Солнечной системы. Вместо этого их формирование могло произойти с использованием субстратов, широко распространённых в ранней Солнечной системе.

«Различие в изотопном составе углерода между малыми органическими соединениями и крупной нерастворимой органической материей — одна из самых загадочных характеристик метеоритной органики, — сказал ведущий автор исследования Ёсихоро Фурукава из Университета Тохоку. — Однако поведение ¹³C в этой реакции полностью решает загадку».

«Хотя соединения были синтезированы 4,6 миллиарда лет назад, изотопный состав рассказывает нам о процессе синтетической реакции», — добавил соавтор Ёсито Тикараиси из Университета Хоккайдо.

В дальнейшем исследовательская группа планирует изучить влияние реакции формозного типа на характеристики изотопов азота и углерода в ряде метеоритных органических соединений и карбонатов.