Ученые воссоздали химию глубокого космоса, связанную с первыми метаболическими системами Земли

Ключевые пребиотические молекулы, центральные для самых ранних метаболических процессов жизни, могли зародиться в глубоком космосе задолго до существования Земли. К такому выводу пришли ученые из Университета Гавайев в Маноа.

В Лаборатории астрохимии им. У. М. Кека исследователи воссоздали экстремальные условия плотных межзвездных облаков. Они обнаружили путь для формирования полного набора сложных карбоновых кислот — критически важных компонентов современного метаболизма — без участия жизни, за временные масштабы, эквивалентные нескольким миллионам лет.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, было сосредоточено на молекулах, таких как в цикле Кребса — фундаментальном метаболическом пути, используемом почти всеми живыми организмами. Эти молекулы, помогающие расщеплять питательные вещества для высвобождения энергии, могут иметь космическое происхождение, формируясь в ледяных низкотемпературных средах межзвездного пространства.

В лаборатории ученые смоделировали эти условия, заморозив простые газы почти до абсолютного нуля и облучив их аналогами вездесущих галактических космических лучей, а затем медленно нагревая, имитируя нагрев при формировании новых звезд.

В этих условиях сформировался полный набор органических кислот, включая моно-, ди- и трикарбоновые кислоты цикла Кребса. Это те же соединения, что обнаружены в богатых углеродом астероидах и метеоритах, таких как Рюгу и Мерчисон, которые связывают с ранней химией жизни на Земле.

Результаты поддерживают идею о том, что ранняя Земля могла унаследовать из космоса «стартовый набор» строительных блоков жизни. По мере формирования планет из пыли и газа вокруг новорожденных звезд эти пребиотические молекулы могли быть доставлены кометами или астероидами, запуская химические процессы, которые в конечном итоге приводят к жизни.

Ральф И. Кайзер, профессор химии: «Эта работа показывает, что основные ингредиенты для химии жизни могли быть созданы в космосе задолго до формирования Земли. Моделируя эти среды глубокого космоса здесь, на Гавайях, ученые помогают раскрыть, как жизнь может начаться не только на Земле, но и где угодно во Вселенной».

Мэйсон Маканалли, ведущий автор исследования: «Уникальные исследования, происходящие на островах, выводят Гавайи на передний план астробиологии и космической химии».