Астероид принёс сны и жизнь: найден триптофан — химический след возможного начала всего живого

Триптофан — аминокислота, известная тем, что помогает расслабиться после ужина и часто ассоциируется с индейкой на День благодарения, — теперь стал находкой не земного, а космического масштаба. Его следы обнаружены в частицах астероида Бенну, одного из древнейших тел нашей Солнечной системы.

Фото: Generated by AI (DALL·E 3 by OpenAI) is licensed under Free for commercial use (OpenAI License)

Астероид крупным планом

Как учёным удалось найти аминокислоту в космосе

Анализ стал возможен благодаря миссии NASA OSIRIS-REx. В 2020 году автоматический аппарат совершил посадку на поверхность астероида, собрал около 121 грамма камней и пыли и в 2023 году доставил их на Землю. Этот материал распределили между научными лабораториями мира — впервые исследователи получили возможность изучить первозданные вещества, не искажённые прохождением через атмосферу.

Бенну интересен тем, что его состав практически не менялся с момента формирования Солнечной системы — около 4,5 млрд лет назад. В нём уже находили 14 из 20 аминокислот, присутствующих в белках живых организмов, а также все пять азотистых оснований, из которых состоит ДНК и РНК. Новое открытие добавило к этому списку триптофан — пятнадцатую из ключевых "строительных" аминокислот.

"Обнаружение триптофана на астероиде Бенну — огромное достижение, ведь это одна из самых сложных аминокислот, и до сих пор её не находили ни в одном метеорите или космическом образце", — сказал астрохимик из Центра космических полётов имени Годдарда NASA Хосе Апонте.

По словам Апонте, присутствие этой молекулы подтверждает, что химические предпосылки жизни могли формироваться задолго до появления Земли: "Если такие вещества возникали естественным путём в космосе, значит, ингредиенты для жизни существовали уже в ранней Солнечной системе". Об этом сообщает NASА.

Космический пазл: из чего сложен Бенну

Бенну получил имя в честь древнеегипетского божества, символизирующего возрождение. Его диаметр — около 500 метров, и он, вероятно, откололся от более крупного тела сотни миллионов лет назад. Учёные считают, что этот астероид образовался в поясе между Марсом и Юпитером, где сосредоточено большинство каменных обломков нашей системы.

"Все эти молекулы — словно кусочки пазла, которые ещё предстоит соединить. Они доказывают, что органические соединения могли формироваться естественным образом на астероиде или комете и впоследствии попасть на Землю", — отметил первый автор исследования и геохимик NASA Энджел Мохарр.

Ранее на Бенну находили 33 разных аминокислоты, но только 14 из них задействованы в белковом синтезе живых существ. Триптофан — особенный: человеческий организм не способен производить его самостоятельно, и он должен поступать с пищей.

Исследователи подчёркивают, что открытие требует дополнительной проверки: образец весил всего 50 миллиграммов. Однако его чистота убеждает специалистов, что речь идёт не о загрязнении земного происхождения.

С учётом растущего интереса к астероидной тематике, учёные уже наблюдают за другими небесными телами, включая новый астероид 2024 YR4, который недавно стал объектом исследований NASA.

Почему находка уникальна

Миссия OSIRIS-REx позволила избежать основной проблемы метеоритов — нагрева при входе в атмосферу. Благодаря этому образцы сохранили нежные кристаллы солей и органических соединений, которые обычно разрушаются.

"Теперь мы впервые можем увидеть хрупкие соли, минералы и органику, которые теряются при падении метеоритов", — пояснил профессор планетологии из Университета Аризоны Данте Лауретта.

Учёные полагают, что родительское тело Бенну представляло собой богатый водой и минералами мир, где в разных частях происходили уникальные химические реакции. Именно эти процессы, возможно, и дали старт формированию "строительных блоков жизни".

Молекулярные "окаменелости"

"Если молекулы, участвующие в жизни, возникли естественным образом ещё на заре Солнечной системы, значит, между ними и нынешней биохимией есть прямая связь", — пояснил Джордж Коди.

Такой взгляд поддерживал и Гарольд Моровиц, один из пионеров в изучении происхождения жизни: молекулы, лежащие в основе биологии, могут быть своего рода "окаменелостями" первых химических реакций. Открытие триптофана усиливает эту гипотезу.

"Астероиды можно сравнить с космической службой доставки — они снабжали раннюю Землю необходимыми элементами", — отметила профессор Пенсильванского университета Кейт Фриман.

Схожие идеи рассматриваются и в другом исследовании — очередная теория происхождения жизни на Земле: камни породили всё, где говорится о возможной роли минеральных структур в создании первых органических соединений.

Миссии OSIRIS-REx и Hayabusa2

1. Страна и организация. NASA (США) против JAXA (Япония).
2. Объект исследования. Бенну — углеродистый астероид; Рюгу — каменистый астероид схожего класса.
3. Год возврата образцов. 2023 г. против 2020 г.
4. Количество собранного материала. 121 грамм у OSIRIS-REx против 5 граммов у Hayabusa2.
5. Научные результаты. Обе миссии подтвердили наличие аминокислот и органических соединений, но только OSIRIS-REx выявила триптофан.

Эти два проекта дополняют друг друга: японская миссия доказала, что органика распространена в Солнечной системе, а американская показала, что даже сложные молекулы могут формироваться в её глубинах.

Плюсы и минусы изучения астероидов

Преимущества:

• возможность получить материал, сохранившийся с древнейших времён;
• отсутствие атмосферных загрязнений;
• расширение знаний о химических процессах ранней Солнечной системы.

Ограничения:

• высокая стоимость миссий;
• техническая сложность доставки образцов;
• риск повреждения оборудования при посадке.

Несмотря на трудности, научная отдача оправдывает усилия: каждое возвращённое вещество — новый шаг к пониманию происхождения жизни.

Популярные вопросы о триптофане и астероидах

1. Что такое триптофан?

Это незаменимая аминокислота, участвующая в синтезе серотонина и мелатонина.

2. Почему его находка важна?

Она доказывает, что сложные органические молекулы могут формироваться вне Земли.

3. Может ли Бенну столкнуться с Землёй?

Вероятность крайне мала — около 0,037 % в 2182 году.

4. Можно ли использовать подобные исследования для поиска жизни на других планетах?

Да, обнаружение органики в космосе подтверждает, что биохимические процессы универсальны.

5. Что будет дальше?

NASA продолжает анализ образцов и готовит новые миссии — например, к астероиду Апофис.

Обнаружение триптофана на астероиде Бенну стало одним из самых убедительных доказательств того, что основные элементы жизни могли сформироваться задолго до появления Земли и были принесены на неё из космоса. Это открытие укрепляет гипотезу о "внеземных корнях" биохимии и показывает, насколько тесно связаны процессы, происходящие в далёких уголках Вселенной, с историей нашей планеты. Каждый новый анализ частиц Бенну приближает учёных к разгадке самого важного вопроса науки — как и где началась жизнь.