Новый метод анализа выявил строительные блоки ДНК в метеоритах, предполагая, что эти пребиотические молекулы могли образоваться в самые ранние годы Солнечной системы.
Происхождение жизни неизвестно. Возникло ли оно самопроизвольно из гидротермальных источников или когда молния ударила в лужу ила? Как все необходимые ингредиенты оказались в нужном месте в нужное время? Неизбежно ли появление жизни на Земле? Или метеориты принесли какие-то необходимые ингредиенты?
Около 10 лет назад ученые из НАСА и других организаций использовали передовые методы изучения метеоритов и нашли убедительные доказательства существования нескольких молекул, считающихся пребиотиками, включая пуриновые нуклеиновые основания гуанин и аденин, которые являются частью ДНК. Хотя ученые не нашли всего необходимого для кодирования генетической информации, открытие установило, что на астероидах происходит активная органическая химия.
Теперь Ясухиро Оба (Университет Хоккайдо, Япония) и его коллеги проанализировали три метеорита и обнаружили нечто новое: в дополнение к ранее обнаруженным пуриновым нуклеобазам они обнаружили “недостающие” пиримидиновые нуклеобазы (цитозин, урацил и тимин), которые составляют остальную часть алфавита ДНК / РНК.
Для этого команда разработала новый, более мягкий метод экстракции. “Долгое время считалось, что горячая муравьиная кислота лучше всего подходит для извлечения нуклеиновых оснований из природных образцов”, — объясняет Оба. — Но иногда он разлагает или гидролизует органические молекулы. Вместо этого мы использовали ультразвук в холодной воде.
Ультразвук заставляет интенсивные ультразвуковые волны проходить через жидкости, создавая ударные волны, которые “сортируют” молекулы внутри среды. Когда группа Оба использовала эту технику на мелкодисперсных образцах метеоритов в воде, она выявила большее разнообразие органических молекул.
Но как ученые могут сказать, что органические молекулы, нуклеиновые или иные, на самом деле являются внеземными? Группа Оба могла проверить это непосредственно с одним из метеоритов, которые они отобрали: метеорит “Мерчисон”, обнаруженный в 1969 году в Мерчисоне, Австралия. Исследователи сравнили почву в ударном кратере Мерчисон с образцом метеорита, чтобы убедиться, что нуклеобазы прибыли вместе с ударом и не были земного происхождения.
“Хотя некоторые нуклеиновые основания были идентифицированы в образце почвы, — говорит Оба, — их концентрация и молекулярное распределение явно отличаются от тех, что были обнаружены в метеорите Мерчисона”.
Метеориту Мерчисона 7 миллиардов лет, поэтому он образовался, когда Солнце еще было протозвездой. Наличие пребиотических молекул, присущих скале, может поддержать теорию о том, что жизнь на Земле имеет внеземное происхождение.
Майкл Каллахан (Университет штата Бойсе), который провел вышеупомянутый анализ нуклеиновых оснований в метеоритах, говорит, что новое исследование “улучшило пределы обнаружения и позволило идентифицировать пиримидины”. Но он предупреждает, что пиримидины содержатся в таких низких концентрациях, что результат препятствует более спекулятивным выводам.
“Если эти результаты репрезентативны для типичных концентраций пиримидина в метеоритах, — объясняет он, — то геохимический синтез на ранней Земле, скорее всего, был ответственен за появление генетического материала, а не за входы от внеземной доставки”.
Опять же, неясно, являются ли эти метеориты представителями общей популяции космических камней, которые попадают на Землю, сейчас или в далеком прошлом. Миссии по возвращению образцов с астероидов Рюгу и Бенну помогут нам понять эволюцию внеземных органических молекул. Методы, впервые разработанные группой Оба, могут оказаться бесценными для определения истинного состава этих нетронутых астероидов, а также происхождения сложных органических молекул в межзвездном пространстве.
