Есть одна вещь, которая объединяет всю жизнь на Земле, — это ее основа: ДНК и РНК. Если говорить проще, ДНК — это руководство по созданию жизни. А РНК — инструмент, который выполняет содержащиеся в ДНК инструкции.
С химической точки зрения ДНК и РНК состоят из пяти различных химических веществ, называемых азотистыми основаниями. ДНК и РНК состоят из четырех азотистых оснований. И два из них уникальны для каждой молекулы. ДНК состоит из аденина, тимина, цитозина и гуанина. Сокращенно их обозначают как A, T, C и G. РНК похожа по составу. Однако в ней тимин (T) заменен на урацил(U).
Ученые, собирающие доказательства реальности панспермии (это идея о том, что семена жизни пришли к нам из космоса), давно искали разные подсказки в метеоритах. В частности, они пытались обнаружить вышеперечисленные азотистые основания. До недавнего времени им удавалось находить только аденин и гуанин. Но совсем недавно ученые, использующие новые методы анализа с высоким разрешением, обнаружили в образцах метеоритов еще и тимин, цитозин и урацил. А это означает, что строительные блоки жизни в буквальном смысле слова плавают во Вселенной.
Мы пришли из космоса
Одна из давних загадок, которые частично разрешает это новое исследование, заключается в том, почему ранее обнаруживались только аденин и гуанин? И почему в изученных метеоритах было больше аденина и гуанина, чем трех других химических веществ? Возможно, ответ на этот вопрос звучит так: из-за разницы в структуре. Основания нуклеотидов можно разделить на две основные категории в зависимости от их структуры: пурины и пиримидины. Последние (тимин, цитозин и урацил) имеют гексагональную химическую структуру, аналогичную бензолу. Только состоит она из азота и углерода. Пурины (аденин и гуанин) похожи на пиримидины. Но у них есть дополнительное пятиугольное кольцо.
Эксперименты, моделирующие внутреннюю среду межзвездных газовых облаков показали, что пурины, как и пиримидины, вполне могут производиться в космическом пространстве. Однако в метеоритах, которые изучали ученые, пуринов было намного больше. И исследователи до конца не понимали, почему. Но предполагали, что так происходит из-за пентагонального кольца, называемого имидазолом. Имидазол и молекулы на основе имидазола были обнаружены в повышенных количествах в исследованных метеоритах. Что указывает на то, что они легче синтезируется в условиях космического пространства.
Несмотря на то, что космос, в основном, это бескрайняя пустыня, там есть много чего интересного. Особенно внутри планетных систем. Общий термин для этого материала — метеороид. Когда метеороид падает из космоса на землю, трение об атмосферу заставляет его загораться. И он становится падающей звездой или метеором. Если метеор выживает при падении на Землю, он называется метеоритом.
Разные метеориты
Метеориты представляют собой очень разнообразную группу космических тел. Но их можно разделить на три основные подгруппы: каменные, железные и каменно-железные. Каменные метеориты далее тоже разбиваются на разные группы. Самый большой интерес у ученых вызывают так называемые углеродсодержащие хондриты. По причине более высокого уровня содержания в них углерода в форме органических соединений.
Но не только органические соединения, такие как аминокислоты и азотистые основания, делают эти объекты интересными для изучения. Считается, что они образовались во внешних пределах Солнечной системы. То есть непосредственно из первоначальной солнечной туманности, не затронутой теплом внутренней части Солнечной системы. Это делает углесодержащие хондриты прекрасным инструментом, позволяющим заглянуть далеко в прошлое. И дает возможность ученым увидеть химический состав наших галактических окрестностей еще до образования планет.
Панспермия
Философские основы идеи панспермии восходят к греческому философу Анаксагору. Который еще более 2500 лет назад утверждал, что вся Вселенная наполнена семенами жизни. Но лишь в 19 веке произошло три события, которые сделали панспермию актуальной темой для научных дискуссий.
Одно из них развенчивало идею самозарождения, согласно которой жизнь возникает спонтанно. Другой была теория Дарвина о том, что у всего живого был общий предок. И последней стала гипотеза о том, что Солнечная система возникла в туманности, слишком горячей для того, чтобы в ней могло что-то жить. Следовательно, возник вопрос – если Земля была изначально необитаема, а жизнь не может возникнуть из ниоткуда, и все мы произошли из одного источника, то откуда взялась эта изначальная жизнь?
Многие известные ученые выступают как за, так и против идеи о том, что жизнь могла попасть на Землю из космоса. Однако сторонники этой идеи всячески отстаивают такую возможность. И поддерживают идею о том, что жизнь может быть получена только из другой жизни. Но их противники упорно указывают на суровые условия космоса и практическую невозможность поисков источников происхождения жизни.
Одной из старейших версий теории панспермии является радиопанспермия. Это идея о том, что микроскопические формы жизни, содержащиеся в частицах пыли, могут покинуть атмосферу и быть выброшены за пределы Солнечной системы солнечным ветром. Однако с этой теорией есть проблема. Она заключается в том, что живым организмам будет трудно выжить под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца. И поэтому ученые из Университета Ватерлоо предположили, в каком случае микроорганизмы на самом деле могут выжить в путешествии за пределы Солнечной системы. Например – если событие выброса произойдет в фазе красного гиганта жизненного цикла звезды. Конечно, это гипотеза маловероятна. Но вполне правдоподобна.
Жизнь в камнях из космоса
Возможно, самой известной версией является литопанспермия. Это предположение, что жизнь или ее строительные блоки могут переноситься космическими камнями. Ученые знают, что удары крупных тел о Луну и Марс могут выбрасывать материю в космос. И она впоследствии падает на Землю в виде метеоритов. Вполне возможно, что подобный процесс может перенести простую жизнь из живого мира в стерильный, но пригодный для жизни.
Ученые провели компьютерное моделирование удара метеорита. Которое показало, что обломки космического тела, упавшего на Землю, легко могут достигнуть спутника Юпитера Европы. Если такое столкновение произошло в начале истории Земли, до того, как замерзла поверхность океана Европы, мы можем ожидать найти там жизнь.
Которая произошла от самой первой жизни на Земле.