Аминокислоты в метеоритах

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Вопрос, как зародилась жизнь на Земле, всегда будет волновать ученых. Поэтому мы постоянно возвращаемся к этой теме.

Одна из гипотез заключается в том, что метеориты доставили на нашу планету аминокислоты, из которых построены белки. Но откуда взялись аминокислоты в ранних метеоритах, в этих углеродистых хондритах?

В предыдущих лабораторных экспериментах Йоко Кебукава и ее коллеги показали, что в результате реакций между простыми молекулами, такими как аммиак и формальдегид, могут образовываться аминокислоты и другие макромолекулы (The Astrophysical Journal, 771, 1; Science Advances 2017, 3, 3; Life 2021, 11(1); Geochemical Journal 2019, 53, 1; Astrobiology 2021, 21, 12). Но есть одно маленькое «но» — для этого требуются жидкая вода и тепло.

С водой проблемы не было, поскольку в ранних углеродистых хондритах ее было относительно много.

А вот с теплом внутри камня надо было разобраться.

Известно, что в состав ранних метеоритов входил радиоактивный изотоп алюминия (Al-26). При его распаде выделяются гамма-лучи. Это высокоэнергетическое излучение, которое разогревает материал и может создавать подходящие условия для образования биомолекул.

Исследователи решили проверить эту гипотезу. Они растворили формальдегид и аммиак в воде, запечатали раствор в стеклянные пробирки, а затем облучили их гамма-лучами, образующимися при распаде кобальта-60.

После эксперимента в пробирках обнаружилась смесь α-аминокислот (аланин, глицин, α-аминомасляная кислота и глутаминовая кислота) и β-аминокислот (β-аланин и β-аминоизомасляная кислота), концентрация которых возрастала по мере увеличения общей дозы гамма-излучения.

Основываясь на этих результатах и ожидаемой дозе гамма-излучения от распада Al-26, исследователи подсчитали, что потребовалось бы от 1000 до 100 000 лет, чтобы произвести то количество аланина и β-аланина, которое обнаружили в метеорите Мерчисон. Он упал в Австралии в 1969 году.

Это исследование доказывает, что реакции, катализируемые гамма-излучением, могут производить аминокислоты. Возможно, этот процесс внес свой вклад в возникновение жизни на Земле.