Сахара — это важнейшие биомолекулы, служащие метаболическим топливом и основой нуклеиновых кислот (ДНК и РНК). Главный вопрос в исследовании происхождения жизни звучит так: как эти вещества появились на первобытной Земле? Недавнее открытие международной группы ученых дает неожиданный ответ — сахар прилетел из глубокого космоса.
Историческая находка в Центре Галактики
Ранее ученые уже находили сахара (рибозу и глюкозу) в метеоритах и астероидах, но в самом межзвездном пространстве их до сих пор не наблюдали. Ситуация изменилась благодаря сверхчувствительным радиотелескопам Yebes 40m и IRAM 30m.
Сканируя молекулярное облако G+0.693−0.027, расположенное в центре нашей Галактики (в 26 000 световых лет от нас), исследователи зафиксировали спектральные следы эритрулозы. Это сложный хиральный четырехуглеродный сахар (кетоза). Состоящая из 14 атомов, эритрулоза стала крупнейшей нециклической молекулой и первой молекулой с четырьмя атомами кислорода, когда-либо найденной в межзвездной среде.
Фабрика на ледяных пылинках
Как такая сложная молекула могла образоваться в космическом холоде при температуре около -250 °C? Квантово-химические и астрохимические модели показали, что эритрулоза эффективно синтезируется на поверхности межзвездных ледяных пылинок.
Она формируется путем слияния более простых двухуглеродных молекул — радикалов гликолальдегида и этиленгликоля, которых в облаке G+0.693 обнаружено в избытке. В процессе этого синтеза под воздействием космических лучей рождается сахар, готовый стать строительным блоком для жизни.
Строительные блоки первых РНК
Открытие эритрулозы имеет колоссальное значение для астробиологии. В водной среде первобытной Земли такие кетозы могли легко изомеризоваться в альдозы (например, треозу), которые являются критически важными для формирования примитивных нуклеиновых кислот.
Исследователи предполагают, что во время Периода поздней тяжелой бомбардировки (около 4 миллиардов лет назад) кометы и метеориты могли занести на молодую Землю от 500 миллионов до 50 миллиардов килограммов подобного космического сахара.
Итог: Обнаружение межзвездной эритрулозы доказывает, что космос является настоящей химической фабрикой. Межзвездная среда могла быть надежным источником углеводов для пребиотического синтеза самых первых нуклеиновых кислот — не только на Земле, но и на других планетах во Вселенной.
