Земная жизнь родом из космоса

Выяснилось, что поляризованное космическое излучение разрушает одни виды аминокислот, оставляя неизменными другие. Это означает, что молекулярные строительные блоки, из которых состоят составляющие основу жизни на Земле «левосторонние» белки, могут формироваться в открытом космосе. Тем самым находит подтверждение гипотеза о том, что именно молекулы космического присхождения являются источником жизни как на Земле, так и на других планетах.

Молекулы аминокислот теоретически могут существовать в двух «зеркальных» формах — левосторонней и правосторонней. Тем не менее, во всех естественных белках, из которых состоят земные организмы, имеются только левосторонние формы аминокислот — загадка, известная как проблема отсутствия зеркальной симметрии, или «проблема хиральности». «Ключевым вопросом является выяснение причины, приводящей к асимметрии, — говорит Уве Майергенрих (Uwe Meierhenrich) из университета Ниццы в София-Антиполисе, Франция. — Согласно одной из теорий, белки изначально состояли из двух типов аминокислот, существовавших на ранней Земле, но почему-то выжили только левосторонние».

Доктор Майергенрих и его коллеги предложили иную гипотезу. «Мы утверждаем, что молекулярные строительные блоки живой природы всегда формировались в межзвездном пространстве», — полагает он. Как сообщает New Scientist, они считают, что определенным образом «ориентированное» космическое излучение разрушило большую часть правосторонних аминокислот, входивших в состав ледяной пыли, из которой образовалась Солнечная система. Попав на планеты в составе комет и метеоритов, эта пыль обеспечила их избытком левосторонних аминокислот, которые сейчас являются основой белков живой природы на Земле.

Известно, что электромагнитное излучение может быть поляризованным или неполяризованным. Основным механизмом возникновения поляризации является рассеяние излучения на мелких частицах — атомах, пылинках, молекулах. Поляризация может быть линейной или круговой. В первом случае существует определенная плоскость, в которой происходит колебание вектора напряженности электрического поля. В случае круговой поляризации направление колебания электрического вектора вращается в плоскости, перпендикулярной лучу зрения. В зависимости от направления вращения электрического вектора круговая поляризация может быть либо правосторонней, либо левосторонней. Считается, что излучение приобретает круговую поляризацию, когда оно проходит через области пространства, заполненные определенным образом ориентированными пылинками. Их ориентация определяется магнитными полями, существующими в областях Вселенной, намного превышающих по размеру Солнечную систему. По современным оценкам, 17% всего излучения в любой точке пространства имеет круговую поляризацию.

В 2000 г. был проведен эксперимент, в котором равное количество левосторонних и правосторонних аминокислот облучалось ультрафиолетовыми лучами с определенным направлением круговой поляризации. В результате облучения пропорция аминокислот была нарушена приблизительно на 2,5%, то есть поляризованное излучение привело к преимущественному распаду одного из ее видов. Следует учесть, что в данном эксперименте аминокислоты находились в жидкой среде, где они реагируют на внешнее воздействие несколько иначе по сравнению с условиями, в которых находится обледеневшая пыль в открытом космосе. С другой стороны, чтобы избежать поглощения излучения молекулами воды, в этом эксперименте длина волны облучающего излучения была 210 нм, в то время как максимум интенсивности космического излучения приходится на 120 нм.

Совсем недавно группа ученых под руководством д-ра Майергенриха провела похожий эксперимент. Облучению подвергалось равное количество правосторонних и левосторонних молекул одного из видов аминокислот лейцина, нанесенных на твердую пленку. Излучение с левосторонней поляризацией и несколько меньшей длиной волны — 180 нм — производило избыток левосторонних аминокислот на 2,6%. «Приближение к реальным условиям космического пространства за счет использования разных длин волн и твердотельных образцов является логичным шагом вперед, — заявляет Макс Бернстайн (Max Bernstein) из Научно-исследовательского центра НАСА им. Эймса в Калифорнии, который работает независимо от группы д-ра Майергенриха. — Это исследование согласуется с предыдущими измерениями избытка левосторонних аминокислот в двух метеоритах. Если обследованные метеориты не являются исключением из правила, это означает, что аналогичный избыток должен наблюдаться во всей Солнечной системе».

Что касается других планетных систем, то, поскольку каждая из них образуется в различных космических условиях, где поляризация излучения может быть и правосторонней, вполне возможно, что они содержат избыток правосторонних аминокислот. Образовавшиеся в космических условиях аминокислоты с одной преимущественной поляризацией могут быть занесены в различные планетные системы — а значит, вероятность найти жизнь вне Земли растет.

Французский ученый намерен продолжать свои эксперименты по облучению аминокислот излучением с более короткой длиной волны, рассчитывая использовать синхротрон, который будет введен в действие в 2006 г. Однако подлинная проверка его теории станет возможной, когда в руки ученых попадут образцы материала кометы Чурюмова-Герасименко. Они будут собраны зондом Rosetta Европейского космического агентства, который в 2014 г. впервые совершит мягкую посадку на поверхность кометы. Майергенрих сконструировал инструмент для посадочного модуля, который произведет измерение «ориентации» аминокислот вещества кометы, если они будут там найдены. «Если нам удастся обнаружить левосторонние аминокислоты в веществе поверхности кометы, — говорит он, — это подтвердит гипотезу о том, что строительные блоки белков образовались в космическом пространстве и были занесены на Землю посредством упавших на ее поверхность комет и микрометеоритов».