Зародження життя на Землі: один із найважливіших інгредієнтів утворився в самому "серці" комети

Історія нашої планети налічує понад 4,5 мільярда років. Вважається, що життя на ній виникло близько 4 мільярдів років тому із суміші органічних сполук, відомої як "первинний суп". Інгредієнти цього протобіологічного продукту все ще залишаються загадкою, а тому вчені продовжують сперечатися про те, як ті з'явилися на планеті. Тепер, схоже, учені стали на крок ближче до розгадки, пише Science Alert.

Попередні дослідження показали, що найважливіші матеріали, такі як амінокислоти, ліпіди й цукри, могли утворюватися в глибинах космосу й доставлятися на ранню Землю за допомогою метеоритів і комет. У новому дослідженні міжнародної групи вчених із Німеччини та Франції дослідники виявили, що цей сценарій цілком правдоподібний і є найімовірнішим поясненням того, як наша планета отримала необхідні для зародження життя будівельні блоки.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Команда зосередила свої зусилля на утворенні пептидів або коротких ланцюжків від 2 до 50 амінокислот, пов'язаних хімічними зв'язками, відомими як пептидні зв'язки. Річ у тім, що пептиди фактично є ключем до життя на планеті: вони були сформовані з унікальних послідовностей амінокислот і виконують різноманітні функції, зокрема є каталізатором для безлічі біологічних процесів.

Саме тому команда вважає, що стародавні пептиди насправді могли зіграти ключову роль у створенні примітивних попередників клітинних мембран. І все ж, попри важливість пептидів, рання Земля, імовірно, не мала ідеальних умов для їх формування. Наприклад, їхньому утворенню могла перешкодити вода. Водночас міжзоряне середовище — ідеальне місце для утворення пептидів.

Під час дослідження вчені змоделювали умови, виявлені в міжзоряному середовищі, та змогли перевірити в лабораторії деякі ключові деталі того, як наша планета могла отримати свої перші пептиди.

У результаті їм вдалося підтвердити, що синтез пептидів залежить від трьох хімічних інгредієнтів:

• вуглецю;
• монооксиду вуглецю;
• аміаку.

Присутність цих трьох інгредієнтів може спровокувати утворення амінокислотоподібних молекул у міжзоряних пилових хмарах низької щільності. У міру конденсації подібної хмари її частинки пилу коагулюють, а молекули амінокетенів збираються в ланцюжки — простими словами, утворюють пептиди.

У міру того, як коагуляція триває, тонка молекулярна хмара може перетворитися на щільніший протопланетний диск, який урешті-решт конденсується, утворюючи планети, місяці й інші небесні тіла. За словами команди, комети й астероїди всередині цих навколозоряних дисків, максимально віддалені від своєї зірки, є "найцікавішими об'єктами для утворення пептидів".

У міру наближення до зірки та нагрівання відбувається випаровування внутрішніх молекул. Коли температура перевищує позначку 176 Кельвінів, аміак з'єднується з водою в його молекулярному льоду й утворює суміш, температура плавлення якої значно нижча, ніж у її складових. Зріджений вміст усередині комети або астероїда не здатний випаровуватися, а тому чудово підходить для утворення молекул амінокетенів.

У результаті вчені вважають, що пептиди таким чином утворилися в міру розвитку нашої Сонячної системи. Імовірно, пізніше вони досягли Землі, коли наша молода планета зазнала бомбардувань метеоритами, кометами й іншими об'єктами, які потенційно могли містити пептиди.

Прибуття пептидів дало б Землі принаймні один критичний компонент для життя, сприяючи розвитку протомембран, або попередників мембран, що надають клітинам їхньої структури та заганяють їхній вміст.

Раніше Фокус писав про те, як з'явилося життя на Землі: учені вважають, що наблизилися до відповіді.