Земля — единственная планета во Вселенной, на которой, как известно, есть жизнь, но даже она поначалу была пустынной. Около 4 миллиардов лет назад что-то произошло, что дало нашей стерильной скале строительные блоки жизни.
Аминокислоты, например, должны были существовать до того, как на Земле появились белки, жизненно важный компонент всех форм жизни. Происхождение аминокислот на Земле остается неясным, но некоторые ученые подозревают, что эти органические соединения были доставлены из космоса метеоритами.
В новом исследовании исследователи раскрывают подробности того, как это могло произойти, подтверждая идею о том, что метеориты помогли создать жизнь на Земле.
Исследование показывает, как определенный класс метеоритов, называемых хондритами, может производить свои собственные аминокислоты благодаря реакциям, вызванным гамма-лучами самих метеоритов.
Метеориты — это куски древних обломков, оставшиеся от младенчества Солнечной системы, которые падают на планету или луну. Различные типы метеоритов состоят из разных материалов.
Хондриты — это каменные метеориты с таинственными сферами, известными как хондры. Хондры, состоящие в основном из силикатных минералов, являются одними из старейших объектов в Солнечной системе.
Метеориты бомбардировали Землю с самого начала, и некоторые из первых заграждений могли включать углеродсодержащие хондриты — относительно редкую подкатегорию хондритов, содержащих значительное количество воды и небольших молекул, включая аминокислоты.
Такие метеориты могли дать Земле жизненно важные ингредиенты для жизни, но как эти ингредиенты вообще попали на метеорит?
Мы до сих пор не уверены, но новое исследование проливает свет на то, как хондриты (или их родительские тела) по крайней мере теоретически способны синтезировать эти соединения.
Под руководством космохимика Йоко Кебукава из Йокогамского национального университета в Японии исследователи стремились решить вопросы предыдущих лабораторных экспериментов по изучению потенциального образования аминокислот на углеродистых хондритах.
Эти эксперименты показали, что простые молекулы, такие как аммиак и формальдегид, могут генерировать аминокислоты, но только в присутствии тепла и жидкой воды. В новом исследовании исследователи изучают возможный источник тепла от метеорита: гамма-лучи.
Известно, что ранние углеродсодержащие хондриты содержали алюминий-26, радиоактивный элемент, который при распаде может испускать гамма-излучение. Кебукава и ее коллеги решили проверить, может ли это обеспечить тепло, необходимое для образования аминокислот.
Исследователи растворили аммиак и формальдегид в воде, запечатали полученный раствор в стеклянные пробирки, а затем подвергли пробирки воздействию высокоэнергетического гамма-излучения распадающегося кобальта-60.
По мере увеличения дозы гамма-излучения увеличивалось производство α-аминокислот, таких как аланин, глицин, α-аминомасляная кислота и глутаминовая кислота, а также β-аминокислот, таких как β-аланин и β-аминоизомасляная кислота.
Исследователи отмечают, что эти аминокислоты могут помочь объяснить присутствие этих аминокислот в углеродистых хондритах, упавших на Землю, таких как знаменитый австралийский метеорит Мерчисон.
Метеорит Мерчисон, наполненный «досолнечными» частицами карбида кремния (что означает, что они старше Солнца), взорвался в небе над Мерчисоном, штат Виктория, 28 сентября 1969 года. Это событие было широко наблюдаемым; впоследствии люди собрали в этом районе множество фрагментов. С тех пор он стал одним из наиболее изученных космических камней в истории.
Среди многих интересных находок метеорит Мерчисон был наполнен аминокислотами. На сегодняшний день ученые идентифицировали более 70 аминокислот из метеорита, только 19 из которых известны с Земли, по данным Museums Victoria.
Это вызвало всеобщее восхищение, предполагая, что жизнь на основных химических строительных блоках Земли также может легко образоваться в другом месте.
В новом исследовании Кебукава и ее коллеги исследовали, как аминокислоты могут образовываться на таком метеорите и сколько времени это может занять.
Основываясь на своих результатах, а также на ожидаемой дозе гамма-излучения от распада алюминия-26 в метеоритах, они подсчитали, что этот процесс займет от 1000 до 100 000 лет, чтобы произвести количество аланина и β-аланина, обнаруженное на метеорите Мерчисон.
Хотя нам еще многое предстоит узнать об абиогенезе или спонтанном зарождении жизни, исследователи говорят, что это исследование показывает, как реакции, вызванные гамма-лучами, могут производить аминокислоты на метеорите, что может способствовать возникновению жизни на Земле.
No comments:
Post a Comment