Мы не до конца понимаем, как именно появилась жизнь на Земле. Но нам известно, что для этого требовалось наличие некоторых сложных молекул. Эти так называемые «строительные блоки жизни» были обнаружены в разных местах Солнечной системы. Но какие условия понадобились бы для того, чтобы появились предшественники ДНК и РНК – ключевых молекул жизни?
Этот вопрос был предметом исследования команды ученых из Кембриджского университета и Лаборатории молекулярной биологии Совета медицинских исследований. Используя данные некоторых довольно интересных экспериментов в области химии, они предположили, что существует несколько экзопланет, где могут возникнуть такие строительные блоки.
В исследовании, опубликованном в издании Science Advances утверждается, что эти ключевые крупные органические соединения, возникли, вероятно, благодаря взаимодействию более простых химических соединений в присутствии ультрафиолетового света, излучаемого ближайшими звездами.
Синтез РНК
В отличие от других теорий, объясняющих процесс возникновения сложных органических молекул, описанные фотохимические реакции оцениваются как вполне реализуемые. Потенциально они могут привести к появлению РНК, что очень важно. Эта молекула не только хранит информацию. Но еще и помогает другим молекулам реагировать друг с другом определенным образом.
Тем не менее было неясно, сколько ультрафиолетового света необходимо для того, чтобы синтезировать упомянутые строительные блоки. Используя обычные серосодержащие соединения и наблюдая, как они реагируют в присутствии и отсутствии «светлой» и «темной» химии, соответственно, ученые выяснили несколько интересных моментов.
Например, соединения SO3 могут легко превращаться в «пребиотические запасы» вблизи звезд типа K. Которые немного меньше и прохладнее нашего Солнца (звезды G-типа). Более холодные звезды также могли бы вызвать подобные фотохимические реакции. Если бы были более активными, чем обычно.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что требуется относительно немного ультрафиолета, чтобы инициировать ключевой этап – синтез РНК. Связав полученные данные с каталогом известных экзопланет, команда обнаружила, что космос богат возможностями.
Среди нескольких миров системы TRAPPIST – 1, обнаруженной космическим телескопом «Кеплер», много скалистых сфер с требуемыми уровнями УФ-излучения.
Зона абиогенеза
Все эти миры лежат в зоне абиогенеза. Так ученые называют места, в которых может возникнуть описанная пребиотическая химическая эволюция. И, в конечном итоге, жизнь. Хотя, по предварительным оценкам, большое количество обнаруженных экзопланет, находящихся внутри этой зоны одновременно находятся и в жилых зонах своих звезд, команда нашла только один мир, который отвечает всем условиям для возникновения жизни. Это Кеплер-452b, немного более старший чем Земля скалистый мир.
Ключевая проблема проведенного исследования состоит в том, что у нас есть только один пример возникновения и эволюции жизни: наша Земля. Больше жизнь не была обнаружена нигде, найдены лишь ее отдельные химические строительные блоки.
Если верить статистике, жизнь в других мирах, вероятно, может существовать. Но она, скорее всего, не будет построена на основе нашей биологической модели. Наверняка есть другие способы, отличные от РНК и ДНК и их химических предшественников, чтобы инициировать ее возникновение.
Звездный свет, очевидно, помог возникнуть жизни. Но он же может ее и убить. Мир, который может быть подходящим для жизни, и даже, возможно иметь весь перечень необходимых пребиотических компонентов, может оказаться мертвым. Это может произойти в том случае, если количество ультрафиолета достигает такого уровня, при котором могут прерваться необходимые химические реакции.
Команда четко осознает это. Но их исследование наполнено рациональным оптимизмом. «Оказалось, что звездная активность не всегда вредна для жизни. А может явится, по сути, единственным способом начать жизнь на планетах вокруг некоторых звезд», – объясняют они.