Астероиды нахимичили

Внутри астероидов работали целые химические фабрики

Астероиды могут выполнять роль автономных молекулярных фабрик, производящих сложные органические соединения, необходимые для возникновения жизни. К такому выводу подталкивает химический анализ метеорита, упавшего десять лет назад на территории Канады.

Представление о Земле как летящей в стерильной пустоте реторте, в которой за миллиарды лет взаимодействия, синтеза и трансформации простейших химических соединений возникли необходимые для возникновения жизни строительные блоки, уже давно сменилось совершенно другой картиной. а планета скорее не реторта, а участок конвейера в гигантском химическом цехе под названием Солнечная система, производящем разнообразные органические материалы. Который, в свою очередь, является крошечным подразделением галактического химического концерна под названием Млечный Путь.

Решая фундаментальную загадку происхождения жизни, помимо прочего необходимо ответить на вопрос, какова была протяженность и степень автономности этого участка – от какого объема внешних космических поставок и конкретно какой номенклатуры зависела его производительность, то есть, в конечном итоге, способность породить продукт, похожий на нас с вами.

Понятно, что меньшая протяженность (когда большая часть сложной органики, собранная во внешнем космосе, была доставлена на Землю кометами и метеоритами) соответствует меньшей автономности Земли (и, соответственно, меньшей уникальности этого участка в цепочке абиогенеза – возникновения жизни из неорганических соединений). Большая повышает статус Земли как специфического места, более благоприятного для возникновения жизни по сравнению с остальными (другими планетами, их спутниками, астероидами, кометами, газопылевыми облаками и т. д).

Похоже, что результаты химического анализа одного канадского метеорита, опубликованные в последнем номере Science коллективом исследователей, работающих под руководством доктора Кристофера Херда из Университета Альберты (Канада), характеризует первый вариант – меньшая протяженность / меньшая автономность / меньшая уникальность – как более предпочтительный.

Группа Херда произвела скрупулезный изотопный и химический анализ осколков метеорита, упавших зимой 2000 года на замершую поверхность озера Тагиш (север Британской Колумбии, Канада). К счастью, падение метеорита наблюдало много свидетелей, причем людей, судя по всему, сознательных и образованных: метеоритные осколки были оперативно собраны, хорошо изолированы, помещены в холодильник и переданы для изучения специалистам. В результате, как признают авторы статьи, на настоящий момент Тагишский метеорит является «лучше всего сохранившимся и наименее всего загрязненным метеоритом в мире».

Ученым повезло: камни с озера Тагиш оказались осколками метеорита, принадлежащего к группе углеродистых хондритов – метеоритов, содержащих, как правило, целый букет органических соединений, от самых простых до строительных блоков белков – аминокислот.

Тагишские образцы оказались очень богатыми на органику, составляющую до 3% их веса. Однако настоящей новостью стало для исследователей не это, а разница в доле содержания определенных аминокислот, которая варьировалась между разными осколками от 10 до 100 раз.

Пока известен только один метеорит, демонстрирующий сходную картину – упавший в 2008 году в Судане метеорит Almahata Sitta, однако, в отличие от Тагишского, суданский метеорит изначально представлял собой сложносоставной комок, постепенно слепившийся из разных астероидов. Здесь же, как показал изотопный анализ осколков, разную концентрацию аминокислот демонстрировали различные части одного астероида, образовавшегося на самых ранних стадиях формирования Солнечной системы.

Дальнейший анализ показал, что метеоритные фрагменты отличаются не только по содержанию сложных аминокислот, но и количеству воды. Это, как предполагают авторы, и объясняет необычную разницу в аминокислотном составе осколков: в зависимости от концентрации воды образование аминокислот шло в разных частях астероида с разной скоростью и по разным схемам. Таким образом, изучая и сравнивая химический состав метеоритных осколков, оставшихся от астероида, впервые оказалось возможным заглянуть внутрь маленькой химической фабрики, работающей внутри астероида, и понять распределение ролей в производстве сложных аминокислот между водой и различными ингредиентами.

Метеориты, прежде всего богатые на органику космического происхождения углеродистые хондриты, к которым принадлежит Тагишский метеорит, – пока единственные источники данных, могущих пролить свет на функционирование органических фабрик за пределами Земли. Действительную роль космической органики в земном абиогенезе (полагая, что жизнь зародилась на Земле) только предстоит выяснить. Однако восстановление примерной последовательности трансформаций, происходивших внутри астероидного вещества, уже показывает, что метеориты, подобные Тагишскому, были не пассивными комками материи, а эффективными летающими лабораториями, производившими сложные аминокислоты на ранних стадиях эволюции Солнечной системы и Земли. Весьма вероятно, что в эпоху «большой бомбардировки» именно они стали поставщиками сложной органики, доведя ее запасы на молодой планете до уровня, достаточного для возникновения жизни
ТЕКСТ: Дмитрий Малянов