Космическая химия. Как загадочные молекулы могли создать жизнь во Вселенной

Космос – это не только звезды и планеты, но и огромная химическая лаборатория. Даже сейчас в миллионах световых лет от Земли происходят сложные химические процессы, которые могут привести к появлению новых и живых существ.

До 60% жителей Земли, согласно статистике, верит, что люди произошли не из конкретного вещества, а от обезьян. Но что было до этого? Откуда тогда появились обезьяны? А черепахи? Рыбы? Амебы? Так, одна из наиболее актуальных сегодня теорий гласит, что в появлении людей виноваты загадочные молекулы, называемые полициклическими ароматическими углеводородами, или просто ПАУ. Именно о них мы сегодня расскажем! 

Что такое ПАУ и почему они так важны

Представьте себе сложные молекулы, похожие на маленькие “конструкторы”, состоящие из множества колечек. Это и есть ПАУ. Они широко распространены в космосе и чаще всего содержатся в межзвездной пыли. Ученые считают, что эти молекулы могут играть важную роль в создании более сложных органических веществ, таких как аминокислоты – строительные блоки белков, из которых состоят все живые организмы. Следовательно, и люди тоже. Так что, если говорить простыми словами, те самые мемы и вдохновляющие картинки в духе “В нас всех есть частичка звезд”, вероятно, не такой уж и вымысел!

Недавно ученые выдвинули в довесок новую интересную теорию о том, как ПАУ участвуют в формировании живых существ. Дело в том, что в космосе присутствует ионизирующее излучение – мощные потоки энергии, такие как ультрафиолетовые лучи и космические лучи. Это излучение может “заряжать” ПАУ, активизируя их, заставляя объединяться, мутировать и в результате приобретать новые формы. Представьте, что ионизирующее излучение – это как “ключ”, который выпускает “силу” ПАУ на свободу. После этого активированные ПАУ также могут взаимодействовать с другими молекулами, например, с водой, аммиаком и цианистым водородом, которые также встречаются в космосе. В результате этих взаимодействий и возникают сложные органические молекулы, из которых, в конечном итоге, появляется жизнь.

Форма имеет значение

Еще один важный момент – это форма молекул ПАУ. Оказывается, форма поверхности молекулы влияет на то, как она взаимодействует с другими веществами. Например, молекулы ПАУ с определенной формой поверхности могут лучше “захватывать” и “удерживать” другие молекулы, что облегчает протекание химических реакций. По этой причине другие молекулы жизнь создать не могут, а вот гибкие и цепкие ПАУ - вполне. 

Все эти открытия дают нам новый взгляд на то, как жизнь могла зародиться на Земле. Традиционно, одной из самых известных теорий происхождения сложных молекул и жизни является теория “первичного бульона”. Согласно ей, на ранней Земле существовал океан, богатый органическими веществами, и под воздействием энергии (например, от молний) в этом “бульоне” начали формироваться первые живые организмы. Новые исследования показывают, что формирование органических молекул могло происходить не только на Земле, но и в космосе, а затем эти молекулы могли быть доставлены на нашу планету, например, с метеоритами.

В частности, эти исследования показывают, что ионизированные ПАУ, подвергаясь воздействию космического излучения, могут катализировать образование сложных органических молекул даже в межзвездной среде. Что из этого следует? Вполне возможно, ПАУ в совокупности с другими веществами, с которыми они в дальнейшем объединились, или уже готовый “набор организмов” из ПАУ прилетел на Землю из далекого космоса и попросту упал в океан, то есть первичный бульон. Ну, а там дальше пошло-поехало.

Подтверждением этой гипотезы также служат исследования, которые обнаружили ПАУ в составе метеоритов. Более того, эксперименты показывают, что ПАУ могут способствовать формированию липидных мембран, необходимых для образования первых клеток. Важным подтверждением теории “первичного бульона” и роли неорганических соединений в формировании “молекул жизни” является исследование, проведённое в Кембриджском университете под руководством Джона Сазерленда в 2015 году. Эксперимент показал, что в условиях, имитирующих “первичный бульон” с участием простых неорганических соединений, таких как углерод, фосфаты, соли металлов и сероводород, могут образовываться предшественники ключевых “молекул жизни”, включая и сами ПАУ.

Что дальше?

Ученые продолжают изучать роль ПАУ и ионизирующего излучения в космической химии. Они планируют исследовать взаимодействие ПАУ с различными веществами в космосе, а также выяснить, как разные типы излучения влияют на ПАУ. Эти исследования могут привести к новым открытиям и помочь нам ответить на один из самых важных вопросов человечества: одиноки ли мы во Вселенной? Возможно, идя по следам ПАУ, мы обнаружим следы новые, более крупные, а вместе с тем и совсем иную жизнь. Вдобавок это открывает новые возможности в сфере биотехнологии и селекции, ведь, возможно, с помощью ПАУ можно искусственно выращивать новые виды или повторно воскрешать старые.