Ключевые строительные блоки жизни на Земле могли легче сформироваться в космосе

Происхождение жизни на Земле остается загадкой, но ученые постепенно раскрывают необходимые шаги и ингредиенты. Считается, что жизнь зародилась в первичном бульоне из органических химических веществ и биомолекул. Новое исследование в Science Advances показывает, что особая группа молекул — пептиды — может легче формироваться в условиях космоса, чем на Земле. Это означает, что они могли быть доставлены на раннюю Землю метеоритами или кометами, и что жизнь может возникать и в других местах.

От молекул к жизни

Сложные органические молекулы, такие как белки и ДНК, которые поддерживают функции жизни, собираются из более простых «строительных блоков», включая аминокислоты. Чтобы объяснить происхождение жизни, нужно понять, как и где эти блоки формируются и самособираются в сложные структуры, вплоть до самовоспроизводящейся системы — живого организма.

Пептиды — это короткие цепочки из аминокислот. Их сборка — важный шаг, так как пептиды могут катализировать реакции, важные для жизни, и, возможно, участвовали в образовании ранних мембран, ограничивающих клеточные структуры.

Почему космос?

Ранее ученые показали, что холодные условия космоса более благоприятны для образования пептидов, чем условия ранней Земли. В разреженной межзвездной среде атомы углерода могут прилипать к поверхности пылевых зерен вместе с молекулами CO и NH₃, реагируя с образованием аминокислотоподобных молекул. Когда такое облако уплотняется, эти молекулы могут собираться в пептиды.

В новом исследовании ученые изучили более плотную среду протопланетных дисков, где воды (в виде льда) значительно больше, что теоретически может тормозить образование пептидов. Лабораторное моделирование показало, что формирование пептидов в таких условиях хотя и замедляется, но не предотвращается.

Более того, когда пыль и камни слипаются в более крупные тела (астероиды, кометы), их недра разогреваются, позволяя образовываться жидкостям. Это усиливает образование пептидов и приводит к естественному отбору реакций, создающих еще более сложные органические молекулы.

Последствия для происхождения жизни

• Многие строительные блоки жизни (аминокислоты, липиды, сахара) могут формироваться в космической среде и были обнаружены в метеоритах.
• Поскольку образование пептидов в космосе эффективнее, их накопление в кометах и последующая доставка на раннюю Землю при ударах могли дать решающий толчок к зарождению жизни.

Это также повышает вероятность существования жизни в других местах Вселенной, так как базовые «кирпичики» жизни широко доступны. Открытым остается вопрос, насколько специфичными должны быть условия для их самосборки в живые организмы.