Посылка из бездны прибыла: астероид Рюгу доставил на Землю полный комплект запчастей для ДНК

Космос оказался не безжизненной пустыней, а гигантской лабораторией по производству кирпичиков жизни. Ученые, проанализировав образцы с астероида Рюгу, обнаружили в них все пять канонических нуклеобаз, составляющих основу нашей ДНК и РНК. Это открытие ставит точку в спорах о происхождении биологических молекул: "запчасти" для жизни буквально рассыпаны по всей Солнечной системе.

Ранее аналогичный полный набор был найден на астероиде Бенну. Тот факт, что две независимые миссии подтвердили наличие аденина, гуанина, цитозина, тимина и урацила в углеродистых хондритах, указывает на универсальность химических процессов в глубоком космосе. Теперь космические угрозы в виде астероидных бомбардировок предстают в новом свете — как механизм оплодотворения молодых планет органикой.

Исследование, опубликованное в Nature Astronomy, доказывает, что пребиотическая химия не уникальна для Земли. Ингредиенты, необходимые для создания генетического кода, могли быть доставлены на нашу планету извне в период ее раннего формирования, когда столкновения с небесными телами были нормой.

Генетический код из бездны

Вся земная жизнь строится на двух "инструкциях": ДНК и РНК. Эти молекулы состоят из пяти азотистых оснований. Долгое время считалось, что их синтез требует специфических условий, которые могли существовать только в первичных бульонах планет. Однако астрономические открытия последних лет показывают, что вакуум и холод не мешают сложной химии.

В образцах Рюгу исследователи идентифицировали пурины (аденин и гуанин) и пиримидины (цитозин, тимин и урацил). Это первый случай, когда полный комплект был извлечен непосредственно из материала, доставленного космическим аппаратом, что исключает возможность земного загрязнения, как это часто бывает с метеоритами, пролежавшими годы в почве.

"Обнаружение разнообразных нуклеооснований в материалах астероидов демонстрирует их широкое распространение по всей Солнечной системе и подтверждает гипотезу о вкладе углеродистых тел в пребиотический химический состав ранней Земли", — объяснил в беседе с Pravda. Ru учёный-физик Дмитрий Лапшин.

Рюгу против Бенну: в чем разница?

Хотя оба астероида содержат все пять оснований, пропорции в них различаются. Для сравнения ученые также использовали данные по знаменитым метеоритам Мерчисон и Оргейл. Эти различия помогают понять, в каких условиях формировались "родительские тела" астероидов в зарождающейся Солнечной системе.

Анализ показал, что химический состав напрямую зависит от уровня аммиака в первичной среде. Это означает, что астероиды — не просто случайные камни, а своеобразные капсулы времени, сохранившие информацию о локальных древних кризисах и эволюции вещества в протопланетном диске.

Тимин и загадка "Мира РНК"

Особый интерес вызвало наличие тимина. Согласно гипотезе "Мира РНК", сначала возникла рибонуклеиновая кислота (где вместо тимина используется урацил), и лишь позже появилась более стабильная ДНК. Ранее на Рюгу находили только урацил, что идеально вписывалось в эту теорию упрощенного старта жизни.

Однако присутствие тимина доказывает: астероидная химия способна производить оба типа компонентов одновременно. Это может означать, что ранняя Земля получила "полный ремкомплект" сразу, и эволюции не приходилось ждать случайных мутаций для перехода от РНК к ДНК. Такие находки заставляют пересмотреть взгляды на развитие науки в области биохимии.

"Тимин — это химически модифицированная форма урацила. Тот факт, что мы видим оба этих соединения в естественных космических условиях, говорит о том, что путь к созданию ДНК был открыт задолго до появления первых клеток", — подчеркнул в интервью Pravda. Ru учёный-химик Илья Сафронов.

Космическая доставка органики

Как нуклеобазы попали с астероидов в клетки живых организмов? Ученые предполагают, что интенсивная бомбардировка Земли на ранних этапах обеспечила огромный приток углеродистого материала. Эти молекулы оседали в первичных водоемах, где под воздействием тепла и солей начали объединяться в первые цепочки полимеров.

Это открытие делает поиск внеземной жизни более оптимистичным. Если строительные блоки жизни универсальны и повсеместны, то вероятность их самосборки на других планетах значительно возрастает. Возможно, аномалии в космосе, которые мы иногда наблюдаем, имеют под собой вполне биологическую природу на микроуровне.

Панспермия или местный синтез?

Открытие на Рюгу укрепляет позиции сторонников мягкой панспермии. Эта теория не утверждает, что жизнь прилетела в виде готовых бактерий, но настаивает, что семена (органические молекулы) имеют внеземное происхождение. Подобные находки меняют наше отношение к истории экосистем, уходящей корнями в эпоху до формирования планет.

Пока археологи находят античные надписи и свидетельства быта древних людей, астробиологи ведут раскопки в масштабах миллиардов лет и миллионов километров. Каждое такое зерно органики — это подтверждение того, что мы не случайность, а логичный результат химической эволюции Вселенной.

"Универсальное обнаружение канонических нуклеобез в образцах Рюгу и Бенну подчеркивает вклад экзогенных молекул в ту органическую среду, которая в итоге позволила появиться ДНК на ранней Земле", — объяснил Pravda. Ru антрополог Артём Климов.

Ответы на популярные вопросы о происхождении жизни

Означает ли это, что жизнь точно пришла из космоса?

Нет, это означает, что "сырье" для жизни имеет космическое происхождение. Окончательная сборка из этих молекул первых живых клеток, скорее всего, произошла уже в специфических условиях Земли (у гидротермальных источников или в приливных зонах).

Почему это открытие сделали только сейчас?

Для обнаружения тимина и цитозина в столь ничтожных концентрациях требуются сверхчувствительные методы масс-спектрометрии и, самое главное, стерильные образцы напрямую из космоса, которые доставили миссии Hayabusa2 и OSIRIS-REx.

Могли ли инопланетяне специально отправить эти астероиды?

Нет научных данных, подтверждающих искусственное происхождение органики на Рюгу. Химические реакции в протопланетном облаке вполне способны производить такие соединения естественным путем под воздействием ультрафиолета и радиации.

Читайте также

• Черная смерть против биосферы: как пандемия изменила природу
• Загадка Вилюйских котлов: что скрывает якутская мерзлота
• Идеальный раскол Аль-Наслаа: геология или древние технологии?
• Секретные обряды в лесах Франции: археологи нашли древнее святилище