Все основания ДНК и РНК в настоящее время обнаружены в метеоритах. Это укрепляет доказательства, свидетельствующие о том, что жизнь может иметь космическое происхождение, сообщает sciencenews со ссылкой на публикацию в Nature Communications.
По словам исследователей, 2-граммовый обломок камня — обломок метеорита, упавшего недалеко от Мерчисона, Австралия, в 1969 году, — содержит два важнейших компонента ДНК и РНК, которые здесь впервые были идентифицированы из внеземного источника.
Эти «нуклеиновые основы» — аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил — в сочетании с сахарами и фосфатами образуют генетический код всей жизни на Земле. Были ли эти основные ингредиенты для жизни впервые доставлены из космоса или вместо этого образовались в «теплом супе» земной химии, до сих пор неизвестно. Но это открытие добавляет доказательств, свидетельствующих о том, что предшественники жизни первоначально могли прибыть из космоса.
Ранее ученые обнаруживали частицы аденина, гуанина и других органических соединений в метеоритах с 1960-х годов. Исследователи также видели намеки на урацил, но цитозин и тимин до сих пор оставались неуловимыми.
«Теперь мы завершили набор всех оснований, обнаруженных в ДНК, РНК и жизни на Земле, и они присутствуют в метеоритах», — отметил астрохимик Дэниел Главин из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
Несколько лет назад геохимик Ясухиро Оба из Университета Хоккайдо в Саппоро, Япония, и его коллеги разработали метод мягкого извлечения и разделения различных химических соединений в сжиженной метеоритной пыли, а затем их анализа.
«Наш метод обнаружения обладает на порядки более высокой чувствительностью, чем тот, который применялся в предыдущих исследованиях», — говорит Оба. Три года назад исследователи использовали этот же метод, чтобы обнаружить рибозу, сахар, необходимый для жизни, в трех метеоритах. В новом исследовании Оба и его коллеги объединили усилия с астрохимиками из НАСА, чтобы проанализировать один из этих трех образцов метеорита и три дополнительных в поисках другого типа важного ингредиента для жизни: нуклеоосновы.
Исследователи считают, что их более мягкий метод экстракции, который использует холодную воду вместо обычной кислоты, сохраняет соединения нетронутыми. «Мы обнаружили, что такой подход к экстракции очень удобен для этих хрупких нуклеиновых оснований», — говорит Главин. «Это больше похоже на холодный напиток, чем на приготовление горячего чая».
С помощью этого метода Главин, Оба и их коллеги измерили содержание оснований и других соединений, связанных с жизнью, в четырех образцах метеоритов, упавших десятилетия назад в Австралии, Кентукки и Британской Колумбии. Во всех четырех случаях команда обнаружила и измерила аденин, гуанин, цитозин, урацил, тимин, несколько соединений, связанных с этими основаниями, и несколько аминокислот. Используя ту же методику, команда также измерила содержание химических веществ в почве, собранной на территории Австралии, а затем сравнила измеренные значения метеорита с таковыми в почве. Для некоторых обнаруженных соединений значения в метеорите были больше, чем в окружающей почве, что позволяет предположить, что соединения попали на Землю в этих породах.
Но для других обнаруженных соединений, включая цитозин и урацил, содержание в почве в целых 20 раз выше, чем в метеоритах. Это может указывать на земное загрязнение, говорит космохимик Майкл Каллахан из Университета штата Бойсе в Айдахо.
«Я думаю, что [исследователи] положительно идентифицировали эти соединения», — говорит Каллахан. Но «они не представили достаточно убедительных данных, чтобы убедить меня в том, что они действительно внеземные». Каллахан ранее работал в НАСА и сотрудничал с Главином и другими для измерения органических материалов в метеоритах.
Но Главин и его коллеги указывают на несколько специфических обнаруженных химических веществ, подтверждающих гипотезу о межпланетном происхождении. По словам Главина, в ходе нового анализа исследователи измерили более десятка других соединений, связанных с жизнью, включая изомеры нуклеиновых оснований. Изомеры имеют те же химические формулы, что и связанные с ними основания, но их ингредиенты организованы по-разному. Команда обнаружила некоторые из этих изомеров в метеоритах, но не в почве. «Если бы было загрязнение из почвы, мы должны были бы увидеть эти изомеры и в почве. А мы этого не сделали», — говорит он.
Обращение непосредственно к источнику таких метеоритов — нетронутым астероидам — могло бы прояснить этот вопрос. Оба и его коллеги уже используют свою технику извлечения осколков с поверхности астероида Рюгу, который японская миссия «Хаябуса2» доставила на Землю в конце 2020 года (SN: 12/7/20). Ожидается, что миссия НАСА OSIRIS-REx вернется в сентябре 2023 года с аналогичными образцами с астероида Бенну.