Базовые компоненты жизни нашли в космосе: что это значит для науки

Анализ образцов с астероидов и данные радиоастрономии подтвердили наличие в космосе органических соединений, которые служат базовыми компонентами жизни: нуклеотидов, аминокислот и сахаров. Обнаружение этих молекул в межзвездных облаках и на небесных телах указывает на доступность "сырья" для зарождения жизни во Вселенной, однако само наличие ингредиентов не доказывает существование биологических процессов вне Земли.

Что именно нашли в космосе

Наиболее конкретные данные получены в ходе миссий по доставке грунта. В образцах астероида Бенну, доставленных на Землю в 2023 году, обнаружили все пять нуклеобаз, входящих в состав ДНК и РНК, а также 14 из 20 аминокислот, которые используют земные организмы. Аналогичный результат зафиксировали при анализе образцов с астероида Рюгу — там также присутствуют все пять нуклеобаз, включая урацил (компонент РНК).

Помимо астероидов, сложные органические соединения находят в молекулярных облаках — плотных регионах газа и пыли. В центре Млечного Пути астрохимики обнаружили более десяти пребиотических молекул, включая эритрулозу. Это первый случай обнаружения в открытом космосе полноценного сахара (четырехуглеродного), который в земных условиях встречается, например, в малине.

Эти данные подтверждают, что основные химические элементы жизни формируются в экстремальных условиях — при температурах, близких к абсолютному нулю, и в условиях вакуума.

Методы поиска и их ограничения

Для дистанционного анализа объектов используют радиоастрономию. Ученые изучают спектральные линии — участки электромагнитного спектра, которые поглощаются молекулами. Каждая такая линия служит "отпечатком пальца" конкретного вещества.

Однако метод имеет физический предел точности. Простые молекулы идентифицируются легко, но при увеличении размера и сложности соединений их полосы поглощения начинают перекрывать друг друга. Это делает невозможным точное различие между близкими по структуре крупными молекулами с помощью только дистанционного анализа.

"Дистанционное зондирование позволяет выявить наличие классов соединений, но для подтверждения структуры сложных полимеров или РНК необходим прямой анализ физических образцов", — отметил астрофизик Алексей Руднев.

Пребиотические молекулы: критерии отбора

В астрохимии принято выделять сложные органические молекулы (COM) — углеродные соединения из шести и более атомов. На данный момент в космосе обнаружено около 350 различных молекул, из которых примерно 180 относятся к COM.

Отдельную группу составляют пребиотические молекулы. Поскольку единого правила их определения нет, исследователи используют операционные критерии. В частности, Серхио Йопполо из Орхусского университета считает молекулу пребиотическим кандидатом, если она:

• надежно зафиксирована приборами;
• могла образоваться без участия живых организмов;
• играет роль предшественника или промежуточного звена в гипотетических путях зарождения жизни.

По таким критериям число выявленных кандидатов составляет около 30. Одним из главных приоритетов сейчас является поиск рибозы — сахара, входящего в состав РНК. Ее обнаружение доказало бы, что все ключевые компоненты жизни могут синтезироваться еще до формирования звезд и планет.

Что исследование не доказывает

Важно разделять наличие химических компонентов и факт существования жизни. Обнаружение аминокислот или нуклеотидов не означает, что в космосе есть белки, РНК или полноценные клетки. Это лишь подтверждение того, что "строительные блоки" распределены по Вселенной повсеместно.

Кроме того, остается открытым вопрос сохранности этих веществ. Высокие температуры при формировании планет, космические лучи и ультрафиолетовое излучение способны разрушить сложные органические цепочки. Поэтому нахождение таких молекул непосредственно на поверхности Марса или в образцах астероидов имеет большую ценность, чем их обнаружение в далеких облаках газа.

Работа показывает, что химический фундамент для жизни универсален, но она не позволяет утверждать, что этот фундамент где-либо привел к возникновению биологических видов. Для окончательного ответа потребуются данные новых миссий, таких как китайская Tianwen-2, направленная на сбор образцов с астероида Камооалева.