Аминокислоты могли появиться вскоре после Большого взрыва

Астрохимики провели новый анализ химической эволюции Вселенной, согласно которому аминокислоты, из которых состоят все белки, могли образоваться за 8-9 миллиардов лет до появления жизни на Земле. Согласно выводам новой работы, такие вещества сформировались спустя примерно миллиард лет после рождения Вселенной, во времена первых звезд и сверхновых. Статья с результатами опубликована на сервере препринтов arXiv.org.

Вопрос о том, как жизнь появилась из неживой материи, остается одной из самых трудных загадок в современной науке. Доподлинно известно, что простые органические соединения предшествовали формированию Земли, так как их следы обнаруживаются в астрономических наблюдениях вне нашей планеты. В середине XX века Стэнли Миллер и Гарольд Юри в своих знаменитых опытах воспроизвели условия на ранней Земле, в которых они из воды, аммиака, метана и водорода получили множество органических соединений, в том числе аминокислот, без которых немыслима известная нам жизнь. Их работу неоднократно критиковали, но, тем не менее, она доказал, что сложные вещества могли появиться в полностью неживой системе.

В новой работе Стюарт Кауфман из Института системной биологии в США, а также его коллеги Давид Еленфи и Габор Ваттаи из Будапештского университета в Венгрии построили модель формирования молекул на разных стадиях развития Вселенной, которая воспроизводит наблюдающееся сегодня распределение соединений в межзвездной и межгалактической среде. Так как количество возможных соединений растет быстрее экспоненты в зависимости от количества атомов, то авторы ограничились только рассмотрением общей массы образующихся молекул.

За основу ученые взяли базу данных PubChem, в которой содержится информация о 90 миллионах различных молекул, большинство из которых встречаются в природе. Масса наибольшего количество соединений составляет 290 дальтон, что примерно соответствует 24 атомам углерода. Эти данные ученые сравнили с содержанием веществ в Мурчисонском метеорите — древнем теле, появившемся во времена формирования Солнечной системы около 5 миллиардов лет назад. В нем было обнаружено не менее 58 000 различных молекул, распределение которых по массам напоминает полную базу данных, но больше всего молекул с массой около 240 дальтон.

Затем авторы привлекают теорию образования молекул, согласно которой есть два основных пути их формирования: посредством случайного скапливания атомов, которое быстро порождает всевозможные легкие комбинации, и предпочтительного присоединения, которое медленно порождает небольшое количество из всех возможных молекул с большой массой. Зная скорости этих процессов и различия в распределениях в Мурчисонском метеорите и на Земле в целом, можно экстраполировать данные в прошлое и вывести время образования соединений. Авторы приходят к выводу, что молекулы начали образовываться примерно 12,8 миллиардов лет назад, а аминокислоты появились спустя еще 165 миллионов лет.

С одной стороны, эта работа показывает распространенность необходимых для жизни веществ во Вселенной, а с другой — указывает на то, что аминокислоты, нуклеотиды и подобные им вещества не были непосредственными предшественниками жизни. Авторы пишут, что «секреты жизни закодированы во взаимодействиях и постхимической эволюции этих молекулярных семейств».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.