Астрономы нашли в космосе ключ к зарождению жизни

Жизнь, скорее всего, зародилась не на конкретной планете, а где-то в глубинах космоса. К такому выводу недавно пришла команда астрофизиков из Национальной радиоастрономической обсерватории, обнаружившая в межзвездном пространстве молекулы, обладающие хиральностью — свойством, характерным для большинства биологически значимых соединений.

Молекулярные "отражения"

Известно, что многие органические молекулы имеют собственные "зеркальные" копии. Термин "хиральность" происходит от древнегреческого "рука" и означает свойство этих молекул не совмещаться в пространстве со своим "отражением", подобно тому как не могут быть совмещены друг с другом наши правая и левая рука… Такие зеркально-симметричные формы химических соединений носят название энантиомеры.

Феномен был открыт еще в 1848 году Луи Пастером. Проводя опыты, ученый заметил, что кристаллы, выпадающие из раствора рацемического тартрата натрия-аммония, имеют две "зеркальные" формы, не совмещаемые друг с другом в пространстве.

Собственно же понятие хиральности было введено лишь в конце XIX века Уильямом Кельвином. "Я называю какую-либо геометрическую фигуру, или группу точек, хиральной и говорю, что она обладает хиральностью, если ее изображение в идеальном плоском зеркале не может быть с ней совмещено", — вот выдержка из его "Балтиморских лекций по молекулярной динамике и волновой теории света" (1904).

Позднее В. Мейер выяснил, что хиральность свойственна соединениям азота, У. Дж.Поуп распространил это понятие на атомы серы, селена и олова, а А.Вернер описал хиральность комплексных соединений металлов…

Тайна "левых" аминокислот

Наиболее важным открытием стало то, что хиральность оказалась характерной для аминокислот, которые считаются основными составляющими органических соединений. При этом, несмотря на то, что при реакциях неорганического синтеза производится одинаковое количество "правых" и "левых" сахаров и аминокислот, каждый живой организм содержит молекулы лишь одной хиральной формы (гомохиральные).

Так, при синтезе компонентов клеток используются только аминокислоты, "закрученные" влево, тогда как углеводы, напротив, "закручены" вправо. И если бы наша ДНК состояла и из "левосторонних", и из "правосторонних" энантиомеров, то она была бы нестабильна, утверждают специалисты.

Ранее хиральные соединения находили в падавших на Землю метеоритах, а также в кометном веществе. Между тем Джордж Купер и Андро Риос из Исследовательского центра НАСА имени Эймса (США) обнаружили, что в метеоритном веществе из Марокко и Антарктиды содержится больше "правых" сахаров и "левых" аминокислот.

Возможно, эта особенность объясняется действием магнитных полей в период образования Солнечной системы. Излучения Солнца и соседних с ним звезд воздействовали на молекулы с "неправильной" конфигурацией, разрушая их, и таким образом оставался только один хиральный вид соединений, на основе которых затем формировалась жизнь…

Окись в межзвездных облаках

Правда, до недавних пор в межзвездном пространстве молекул такого вида не обнаруживали. Это случилось благодаря высокочувствительному 100-метровому радиотелескопу Green Bank. Сложные органические молекулы окиси пропилена были зафиксированы неподалеку от центра Млечного Пути, внутри звездообразующего газопылевого облака Стрелец B2.

На сегодняшний день известно, что сложные органические соединения могут формироваться в межзвездных облаках несколькими способами. Например, простые молекулы могут, сталкиваясь друг с другом, образовывать более сложные соединения. Но данный "метод" не эффективен для создания таких крупных молекул, как метанол.

Для того чтобы получить ту же окись пропилена, по мнению экспертов, необходимо "использовать" в качестве субстратов небольшие кусочки льда, на которые, в свою очередь, станут осаждаться более мелкие молекулы, способные соединяться друг с другом. Таким образом будет осуществляться синтез более сложных структур. Последние станут испаряться в космическое пространство, где они могут вступать в химические реакции с другими веществами.

Пока не удается определить, о какой именно из хиральных форм окиси пропилена идет речь. Все известные формы (энантиомеры) имеют одинаковую температуру плавления, кипения и замерзания, а также одинаковый спектр поглощения. Более точную информацию, по-видимому, удастся получить после того, как будут изучены механизмы взаимодействия с молекулами лучей поляризованного света.

Вместе с тем, открытие, подробности которого опубликованы в журнале Science, с одной стороны, поможет ответить на вопрос, при каких обстоятельствах вообще способны образовываться хиральные соединения, а с другой, пролить свет на проблему гомохиральности и загадку возникновения жизни в целом.