© Getty Images / KrisCole. Вселенная и девушка
Специалисты Самарского университета, работая в рамках научного коллектива, получили новые доказательства в поддержку гипотезы о зарождении земной жизни благодаря соединениям, занесенным из космоса. Их исследование показало, что молочная кислота — жизненно важное вещество для метаболизма — способна образовываться в космических льдах. Результаты работы были опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева напомнили, что во Вселенной преобладают такие элементы, как водород (H), гелий (He), азот (N), углерод (С) и кислород (О). При этом земная жизнь, основанная на углероде, формируется из четырех из них: тело взрослого человека в среднем на 65% состоит из кислорода, на 18% — из углерода, на 10% — из водорода и на 3% — из азота, входящих в состав различных органических соединений. Оставшиеся 4% приходятся на прочие элементы.
Иван Антонов, доцент кафедры оптики и спектроскопии Самарского университета им. Королева, объясняет, что для образования органических соединений из простых атомов и молекул требуется как их пространственное совпадение, так и внешнее энергетическое воздействие. Он подчеркнул, что прямые астрономические наблюдения таких молекул в космосе крайне сложны, что затрудняет подтверждение гипотезы о переносе первых органических соединений из космического пространства на Землю исключительно эмпирическим путем.
Исследователи Самарского университета совместно с американскими коллегами продемонстрировали, что молочная кислота — вещество, известное также как продукт метаболизма в мышцах при физических нагрузках — способна формироваться в условиях космоса. Их работа подтверждает, что молочная кислота может синтезироваться из более простых соединений с меньшим числом химических связей.
Антонов уточнил: «Мы обнаружили, что под воздействием космических лучей на лед, состоящий из этилового спирта и диоксида углерода, образуются более сложные молекулы, такие как молочная кислота и моноэтиловый эфир угольной кислоты, который имеет тот же состав, но отличается по структуре и химическим свойствам. Эти вновь синтезированные соединения представляют значительный интерес для радиоастрономии, поскольку наше открытие указывает астрономам на потенциальные мишени для поиска других молекул в космическом пространстве».
По словам ученого, перед исследователями стоят амбициозные цели: выявить и экспериментально подтвердить механизмы, посредством которых ключевые классы биомолекул (основы для белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот) могут образовываться из простых молекул в космосе под влиянием радиации.
«Решение этих задач способно кардинально изменить наше понимание происхождения жизни, перенеся фокус с сугубо земных условий на космические процессы. Это позволит глубже изучить общие принципы возникновения жизни и, возможно, даст ответ на извечный вопрос: одиноки ли мы во Вселенной?» — заключил Антонов.
Исследование осуществлялось на базе уникальной научной установки, предназначенной для изучения химических процессов в условиях глубокого космоса, которая была разработана в Центре лабораторной астрофизики СФ ФИАН при финансовой поддержке мегагранта № 075-15-2021-597.
