Сотрудник Центра космических полетов НАСА Дэниел Глэвин совместно со своими коллегами предложил новаторское объяснение почему жизнь на Земле использует только молекулы с определённой пространственной ориентацией.
Проанализировав метеорит из озера Тагиш, что в Канаде, было установлено, что содержание жидкой воды внутри астероида заставляет аминокислоты, наиболее распространённые в космосе, ориентироваться в левую сторону в большей мере, чем в правую.
Более десяти лет тому назад в атмосфере взорвался крупный метеорит. Взрыв произошел над севером провинции Британская Колумбия (Канада) − вот как град осколков попал в о. Тагиш. Взрыв был таким масштабным, что свидетелей его было предостаточно для того, чтобы в считанные дни собрать многие фрагменты метеорита для анализа. Озеро Тагиш − замерзшее озеро, потому удалось избежать лишнего загрязнения осколков.
Для того, чтобы создать более миллиона белков, достаточно всего 20 аминокислот. Молекулы аминокислот складываются по двум способам, являющимися зеркальным отражением друг друга, но при этом они не смешиваются: синтетические белки, в составе которых содержатся левые и правые аминокислоты, не действуют.
Пока что так и остается загадкой, почему жизнь при своем зарождении предпочла левую ориентацию правой. Ведь каждый стандартный метод производства синтетических аминокислот приводит к равному смешиванию левых и правых − пребиотической среде. Таким образом, каждый из видов должен был быть представлен в равной мере.
В ходе исследования, учёные смешивали осколки метеорита из Тагиша в водном растворе с высокой температурой воды, и состав осколков определяли при помощи жидкого хроматографического масс-спектрометра. Как показали результаты исследования, содержание аспарагиновой кислоты (левой) во фрагментах в четыре раза превышало содержание правой. Аспарагиновая кислота − аминокислота, которая используется во всех ферментах организма человека. Её также применяют при производстве аспартама − заменителя сахара.
Важно отметить, что левая версия аланина − ещё одна аминокислота, используемая жизнью на Земле, − содержалась всего на 8% больше, чем правосторонней.
Глэвин отмечает, что все аминокислоты, проанализированные из фрагмента метеорита, попали к нам исключительно с этого небесного тела. Изотопный анализ это только подтверждает. Образцы метеорита насыщены C¹³, что для Земли несвойственно.
Отсюда следует вывод, что некоторые протеиногенные аминокислоты в астероидах существовали в левостороннем виде преимущественно. И говорить о равенстве левого и правого видов необоснованно.
Из-за чего? По мнению одних, это стало результатом воздействия поляризованного излучения, полученного в солнечной туманности. Но такое преобладание левой аспарагиновой кислоты, что одним только поляризованным излучением он не объясняется.
Соавтор исследования, Аарон Бёртон из Центра им. Годдарда, ключ к разгадке видит в способности аланина и аспарагиновой кислоты образовывать кристаллы по разному, будучи помещенными в насыщенный водный раствор. Форма аспарагиновой кислоты (и не её одной) такова, что позволяет кислоте сочетаться с другими молекулами, образуя при этом чистые кристаллы − это кристаллы исключительно с левой или правой ориентацией. Для таких аминокислот, как эта, даже небольшого избытка какой-либо версии будет вполне достаточно для победы какой-то одной ориентации.
С аланином все обстоит по-другому. Из-за своей формы, кислота предпочитает сочетаться со своей противоположностью, вследствие чего поэтому образуются кристаллы с приблизительно равными долями ориентационных сторон. А первоначальный избыток на этот процесс будет иметь минимизированное влияние.
Итак, гипотеза в финальном варианте звучит так: поляризованное излучение звезд, находящихся в непосредственной близи друг с другом, способствует созданию в солнечной туманности аминокислот с левой ориентацией и уничтожению аминокислот с правой. В ходе кристаллизации в астероидах первоначальный избыток впоследствии усиливается. Вместе с водой на астероидах эти элементы попадают на Землю. Оставалось только склониться к одному или другому виду ориентации. Жизнь выбрала левый. Увеличение доли левых аминокислот произойти могло уже и на нашей планете − в достаточно древних породах, залегающих на дне водоемов.
Отметим, что оттого и жизнь внеземную искать сложно, что свидетельство преобладания левых аминокислот уже нельзя использовать как неоспоримое доказательство её существования.
Заинтересовавшимся рекомендуем просмотреть подшивку журналов Meteoritics and Planetary Science.
