Недавние исследования в межзвёздном пространстве открыли новый горизонты для понимания биоорганической химии, ставя под сомнение традиционные представления о возникновении жизни. В новом научном документе, опубликованном в репозитории arXiv, была описана находка первой в истории четырехуглеродной сахара — эритрулозы — в межзвёздной среде. Этот открытие приближает нас к разгадке тайны, как жизнь на Земле могла зародиться из космических молекул.
ОБНАРУЖЕНИЕ ЭРИТРУЛОЗЫ
Эритрулоза — это кетозный сахар, состоящий из цепочки из четырех углеродов. Исследователи обнаружили этот сахар в молекулярном облаке G+0.693-0.027, используя мощные радиотелескопы, такие как 40-метровый телескоп Yebes и 30-метровый телескоп IRAM. В результате анализа спектральных линий облака им удалось выявить эритрулозу с вероятностью, составляющей всего 0,2%. Это открытие имеет важное значение, так как в этом же облаке не было найдено ни одного трехуглеродного сахара, таких как глицеральдегид. Эритрулоза оказалась по крайней мере восемь раз более изобилующей, чем её трехуглеродные аналоги, что поднимает интересный вопрос: как могла сформироваться четырехуглеродная молекула без предшественников?
МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ САХАРА
Для изучения этой молекулярной загадки исследователи обратились к современным квантово-химическим моделям и симуляциям Кинетического Монте-Карло (KMC). Они предположили, что эритрулоза формируется не поэтапно, добавляя углероды, а возникает в результате соединения двухуглеродных фрагментов, таких как гликоальдегид и этиленгликоль, на поверхностях микроскопических пылевых частиц. В межзвёздных облаках пылевые зерна подвергаются постоянному облучению космическими лучами и атомным водородом, что приводит к образованию радикалов и в конечном итоге к образованию четырехуглеродных сахаров без необходимости в наличии трехуглеродных предшественников.
ВЛИЯНИЕ НА ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ
Открытие эритрулозы имеет серьезные последствия для понимания происхождения жизни. Современная биология использует ДНК и РНК для хранения и передачи генетической информации, и обе эти молекулы используют пятиуглеродный сахар рибозу в качестве основы. Однако синтез рибозы в условиях ранней Земли является сложной задачей. Ученые предполагают, что перед появлением современного генетического материала существовал предшественник, который выполнял аналогичные функции. Одним из основных кандидатов на эту роль считается троезная кислота, использующая четырехуглеродный сахар троезу в качестве основы.
В присутствии жидкой воды кетозные сахара, такие как эритрулоза, могут преобразовываться в альдозные сахара, такие как троеза. Это создает прямую химическую связь между найденным в межзвёздном облаке четырехуглеродным сахаром и возможным предшественником для ДНК.
ЗНАЧЕНИЕ ДИСКОВ
Важно отметить, что во время позднего мощного бомбардирования Земли, когда планета подвергалась ударам космических тел, значительное количество сахаров оказалось на её поверхности. Это открытие подразумевает, что когда океаны Земли отошли от горячего состояния, доступ к эритрулозе и другим сложным сахарам был возможен.
Хотя в исследовании выявлены некоторые неопределенности, такие как низкие коэффициенты обнаружения по сравнению с ожиданиями, открытие подтверждает, что потенциальные предшественники строительных блоков жизни активно образуются в межзвёздном пространстве. Всё, что требуется, — это механизмы доставки и немного удачи, чтобы запустить биологические процессы на поддерживающей планете, и мы приближаемся к завершению формирования картины о происхождении жизни на Земле.
