Міжзоряний простір продовжує дивувати науковців наявністю складних хімічних сполук. Від попередників білків до елементів клітинних мембран — велетенські газові хмари приховують безліч таємниць. Нещодавно дослідники зробили ще один фундаментальний крок до розуміння того, як могло зародитися життя на Землі: у міжзоряному середовищі вперше виявили чотиривуглецевий цукор.
Йдеться про еритрулозу (C4H8O4) — різновид кетозного цукру, ланцюг якого складається з чотирьох атомів вуглецю. Астрономи виявили цю молекулу в багатій на хімічні сполуки молекулярній хмарі під назвою G+0.693-0.027. Для цього відкриття знадобилася потужність двох сучасних радіотелескопів: 40-метрового Yebes та 30-метрового IRAM. Вчені ретельно проаналізували щільні спектральні лінії хмари та ідентифікували шукану сполуку з імовірністю випадкової похибки лише 0,2 %.
Парадокс зниклих попередників
Найцікавішим виявилося не саме відкриття, а відсутність очікуваних супутніх хімічних елементів. Науковці не знайшли у хмарі жодних слідів тривуглецевих цукрів, таких як гліцеральдегід. Еритрулоза виявилася щонайменше у вісім разів поширенішою за свої простіші аналоги. Це породило логічне запитання: як зміг утворитися складніший чотиривуглецевий цукор без «будівельних блоків»?
Відповідь допомогли знайти квантово-хімічні моделі та комп’ютерні симуляції. З’ясувалося, що еритрулоза утворюється не шляхом поступового приєднання атомів вуглецю по одному. Процес відбувається безпосередньо на крижаних поверхнях космічного пилу, де з’єднуються двовуглецеві фрагменти (глікоальдегід та етиленгліколь). Постійне бомбардування молекулярних хмар космічними променями та атомарним воднем створює радикали, які й запускають цю реакцію, оминаючи стадію тривуглецевих попередників.
Космічний фундамент земної біології
Наявність еритрулози в космосі має колосальне значення для розуміння походження життя. Сучасні ДНК та РНК базуються на п’ятивуглецевому цукрі — рибозі. Проте в умовах ранньої Землі синтезувати її було вкрай важко. Астробіологи висувають гіпотезу, що першим генетичним полімером була треозна нуклеїнова кислота, в основі якої лежить чотиривуглецевий цукор.
У присутності рідкої води еритрулоза здатна легко перетворюватися на такі цукри, як треоза. Іншими словами, знайдений у міжзоряній хмарі цукор є прямою хімічною ланкою до ймовірного попередника генетичного коду.
Доставка на ранню Землю
Науковці вважають, що величезна кількість таких складних космічних цукрів потрапила на нашу планету під час епохи Пізнього інтенсивного бомбардування, коли молода Земля постійно стикалася з астероїдами. Щойно первісні океани достатньо охололи, у них вже був необхідний запас хімічних елементів для старту біологічних процесів.
Виявлення в міжзоряному середовищі складного чотиривуглецевого цукру—еритрулози—є сильним аргументом на користь того, що деякі ключові органічні молекули можуть утворюватися ще в молекулярних хмарах до народження зір і планет.
В дослідженні ще залишаються певні питання. Відкриття показує, що складні органічні молекули можуть формуватися ще до утворення планет. Але воно не пояснює як виникло життя. В дослідженні з певною імовірністю показано що потенційні попередники будівельних блоків життя активно і безперервно формуються далеко в космосі. Потрібен лише механізм їхньої доставки на придатну планету та трохи везіння, щоб еволюція змогла зробити свій перший крок.
Раніше ми пояснювали, про що говорить теорія панспермії.
За матеріалами universetoday.com
