Космический курьер привёз больше, чем ожидали: астероид раскрыл полный набор молекул, нужных для сборки РНК

Учёные из Университета Тохоку нашли в пыли Бенну сахара — Wired.it

Первые образцы, доставленные на Землю с астероида Бенну, продолжают раскрывать тайны далёкого прошлого и дают всё больше доказательств того, что основные элементы жизни могли зародиться задолго до появления Земли в её нынешнем виде.

Недавние исследования, проведённые японскими учёными из Университета Тохоку, показали, что в частицах, собранных зондом Osiris-Rex, содержатся важнейшие сахара — кирпичики для построения РНК, а значит, и для зарождения жизни. Об этом сообщает wired.it.

Космический курьер: как миссия Osiris-Rex доставила пыль звёзд

В 2020 году аппарат Osiris-Rex совершил историческое событие — взял пробы с поверхности астероида Бенну, который вращается вокруг Солнца между орбитами Марса и Юпитера. Почти три года спустя, в 2023 году, контейнер с драгоценным грузом вернулся на Землю.

Эти частицы оказались своеобразной капсулой времени: они сохранили в себе химические следы процессов, происходивших в ранней Солнечной системе более 4,5 миллиарда лет назад.

С тех пор образцы распределены между научными центрами по всему миру. Исследователи уже обнаружили в них фосфаты, аминокислоты — строительные блоки белков — и все пять азотистых оснований, из которых состоят молекулы ДНК и РНК.

Кроме того, в пыли Бенну нашли минералы, указывающие на существование древней солёной жидкости — своеобразной "космической рассола", которая могла участвовать в формировании органических соединений.

"Все пять оснований, используемых для построения ДНК и РНК, вместе с фосфатами уже были найдены в пробах Бенну", — отметил ведущий автор исследования Ёсихиро Фурукава.

Открытие сахаров: новая глава в истории происхождения жизни

Команда Университета Тохоку применила метод газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией, чтобы изучить растворённые в кислоте частицы Бенну.

Этот точный анализ позволил зафиксировать присутствие нескольких сахаров, среди которых особенно выделяются рибоза — ключевой компонент молекулы РНК, и глюкоза — впервые найденная в внеземном образце. Также были обнаружены лизсоза, ксилоза, арабиноза и галактоза.

Эти вещества не свидетельствуют о существовании жизни в буквальном смысле, но доказывают, что химические предпосылки для её появления могли быть распространены по всей Солнечной системе.

Это открытие усиливает гипотезу, согласно которой органические молекулы попали на Землю именно с астероидами и кометами, а не образовались только на нашей планете.

"Новое открытие рибозы означает, что все компоненты для формирования молекулы РНК присутствуют в веществе Бенну", — подчеркнул Фурукава.

Где ДНК без сахара?

При этом среди найденных веществ не оказалось дезоксирибозы — сахара, необходимого для построения молекул ДНК. Учёные полагают, что это не случайно: возможно, рибоза в ранней Вселенной встречалась значительно чаще.

Отсутствие дезоксирибозы может указывать на то, что в первичных химических реакциях доминировали структуры, подобные РНК, что совпадает с так называемой "гипотезой РНК-мира".

Согласно этой теории, первые формы жизни на Земле опирались исключительно на РНК, которая могла как хранить генетическую информацию, так и катализировать химические реакции.

"Современная жизнь базируется на трёх типах биополимеров: ДНК, РНК и белках. Однако древнейшие формы, вероятно, обходились только РНК", — объясняет Фурукава.

Эта идея усиливает предположение, что астероиды и кометы служили своеобразными "реакторами", где миллиарды лет назад происходили химические процессы, ведущие к появлению органических соединений, предшественников жизни.

Полимерная субстанция и пыль сверхновых: новые находки

Помимо сахаров, в других лабораториях обнаружили ещё более удивительные элементы. Учёные из Исследовательского центра Эймса NASA и Калифорнийского университета в Беркли нашли в образцах Бенну редкую гелеобразную субстанцию, напоминающую по структуре полимер, богатую азотом и кислородом, что делает её потенциальным предшественником сложных органических соединений, подобных тем, что присутствуют в живых организмах.

"С этой странной субстанцией мы, вероятно, наблюдаем одну из первых химических модификаций вещества в этой породе", — прокомментировал открытие исследователь Скотт Сэндфорд.

Параллельно специалисты из Космического центра Джонсона NASA в Хьюстоне выявили в пробах избыточное количество пыли звёзд — так называемых пресолярных зёрен, образовавшихся до формирования нашей Солнечной системы.

Количество этих частиц оказалось примерно в шесть раз выше, чем в аналогичных космических образцах. Это указывает на то, что Бенну мог зародиться в области протопланетного диска, насыщенной пылью сверхновых — умирающих звёзд, выбрасывающих тяжёлые элементы в космос.

Плюсы и минусы миссий по сбору образцов с астероидов

Сбор образцов с астероидов стал одним из самых сложных, но и самых ценных направлений в космических исследованиях. Эти миссии дают возможность изучить вещество, не подвергавшееся земному влиянию миллиарды лет.

Плюсы:

Уникальные образцы позволяют заглянуть в эпоху формирования планет.
Возможность подтвердить гипотезы о происхождении жизни.
Технологические прорывы в навигации и робототехнике.

Минусы:

Колоссальная стоимость миссий.
Ограниченное количество возвращаемого материала.
Высокие риски при посадке и возвращении капсул.

Тем не менее, такие проекты, как Osiris-Rex или японская миссия Hayabusa2, уже доказали, что усилия оправданы. Каждая крупица космической пыли даёт новую страницу в истории нашей Вселенной.

Сравнение Бенну и Рюгу: два посланника из прошлого

Исследователи часто сравнивают астероид Бенну с японским аналогом — астероидом Рюгу, образцы которого были доставлены на Землю в 2020 году миссией Hayabusa2. Оба объекта относятся к углеродистым астероидам, богатым органическими веществами, но при этом имеют свои особенности.

У Бенну больше минералов, связанных с водными процессами, что говорит о его более "влажной" истории.
Рюгу содержит больше органики и углерода, что делает его ближе к типу первичных тел, из которых могла начаться жизнь.
Оба астероида сформировались примерно в одно время, но в разных частях протопланетного диска.

Эти различия позволяют учёным строить более полную картину химической эволюции ранней Солнечной системы.