Незаменимая для жизни аминокислота обнаружена НАСА в образцах с астероида Бенну

Ученые НАСА объявили о монументальном открытии, обнаружившем наличие триптофана, незаменимой аминокислоты, в чистых образцах, собранных с астероида Бенну. Идентификация, сделанная на основе материала, доставленного на Землю миссией OSIRIS-REx, представляет собой важную веху в астробиологии и значительно укрепляет теорию о том, что строительные блоки жизни были перенесены на нашу планету небесными телами миллиарды лет назад.

Триптофан — фундаментальная молекула для земной биологии, используемая организмом человека для производства белков и жизненно важных веществ, таких как серотонин, нейротрансмиттер, регулирующий настроение, и мелатонин, гормон, ответственный за контроль циклов сна. Его обнаружение во внеземной среде, сохранившейся в условиях космоса, открывает беспрецедентное окно в химию, которая предшествовала жизни на Земле.

Анализ был проведен группой под руководством геохимика Анхеля Мохарро из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в сотрудничестве с исследователями из Университета Аризоны. Это открытие является результатом многолетнего планирования и успешного выполнения миссии OSIRIS-REx, в ходе которой удалось собрать и вернуть материал с астероида без его изменения при входе в атмосферу Земли.

Подробности беспрецедентного открытия

Идентификация триптофана примечательна главным образом потому, что это чрезвычайно хрупкая органическая молекула. Он легко разлагается под воздействием высоких температур, поэтому его никогда не обнаруживали в метеоритах, падающих на Землю. Трение с атмосферой во время падения нагревает эти космические камни до тысяч градусов, разрушая хрупкие соединения, подобные этой аминокислоте.

Благодаря методу сбора и возврата миссии OSIRIS-REx, образцы Бенну хранились в контролируемой и защищенной среде. Обнаружение стало возможным благодаря высокоточным аналитическим методам в лабораториях на Земле, что позволило идентифицировать молекулу без вмешательства земного загрязнения и подтвердить ее внеземное происхождение.

Что еще нашли на Бенну

Астероид Бенну оказался настоящей сокровищницей органических соединений. Помимо триптофана, исследователи подтвердили наличие еще 14 других ранее известных аминокислот и, что еще более важно, обнаружили пять нуклеиновых оснований, составляющих ДНК и РНК: аденин, гуанин, цитозин, тимин и урацил. Эти молекулы являются фундаментальными компонентами генетического кода всей известной жизни, и их присутствие на Бенну расширяет перечень пребиотических ингредиентов, доступных в ранней Солнечной системе. Химическое разнообразие, которое также включает небиологические соединения, подтверждает идею о том, что астероид и его родительское тело в прошлом имели среду, богатую жидкой водой, что позволяло происходить сложным реакциям, которые привели к появлению этого разнообразия молекул.

Значение триптофана для биологии

Для жизни на Земле триптофан относят к незаменимым аминокислотам, а это значит, что он не может вырабатываться организмом человека и должен поступать с пищей. Его основная функция — выступать в качестве строительного блока для синтеза белков, которые выполняют широкий спектр задач внутри клеток: от структурирования тканей до катализа метаболических реакций. Кроме того, триптофан служит предшественником для производства специализированных молекул с критическими функциями. Самым известным является серотонин, нейромедиатор, который играет центральную роль в регулировании настроения, аппетита и сна. Другая молекула, полученная из триптофана, — это мелатонин, гормон, который управляет нашими биологическими часами или циркадным циклом. Его присутствие в Бенну демонстрирует, что молекулы высокой сложности и биологической значимости могут образовываться в неживой среде.

Как миссия OSIRIS-REx сохранила образцы

Успех обнаружения полностью зависит от разработки и выполнения миссии OSIRIS-REx. Запущенный в 2016 году, космический корабль путешествовал более двух лет, пока не достиг астероида Бенну, где потратил почти два года на детальное картирование его поверхности, прежде чем собрать ее. В октябре 2020 года зонд выполнил маневр «Touch-And-Go» (TAG), вытянув роботизированную руку, чтобы коснуться поверхности астероида на несколько секунд, и выпустив струю азота, которая подняла пыль и мелкие камни в отсек для сбора. Этот инновационный метод гарантировал, что собранный материал был максимально чистым. Капсулу с образцами затем герметично запечатали для обратного пути. В сентябре 2023 года капсула отделилась от основного космического корабля и совершила контролируемый повторный вход в атмосферу Земли, защищенная усовершенствованным тепловым экраном, который не позволял экстремальному жару повредить ее содержимое. Избежав сгорания атмосферы, разрушающего метеориты, миссия доставила ученым фрагмент ранней Солнечной системы в ее первоначальном состоянии.

Leia Tambem

Samsung выпускает новое обновление системы с новыми функциями для пользователей Galaxy Watch 4

Значительная скидка на Galaxy S25 Plus снижает стоимость в интернет-магазине до уровня ниже 4500 реалов.

Слух предполагает, что Nintendo готовит специальное издание Switch 2 с ремейком Ocarina of Time

Последствия для поиска внеземной жизни

Это открытие имеет глубокие последствия для астробиологии. Это одно из самых убедительных на сегодняшний день доказательств гипотезы панспермии или экзогенеза, которая утверждает, что жизнь на Земле могла быть засеяна необходимыми ингредиентами из космоса. В период, известный как «Интенсивная поздняя бомбардировка», около 4 миллиардов лет назад, Земля подверглась массовым ударам астероидов и комет. Если бы тела типа Бенну, богатые водой и сложными органическими соединениями, были обычным явлением, то ранняя планета получала постоянный запас сырья для зарождения жизни.

В то же время эта находка служит предостережением для поиска жизни на других мирах, таких как Марс. Наличие сложных органических молекул само по себе не является окончательным доказательством биологической активности. Природа продемонстрировала через Бенну, что она способна синтезировать эти соединения в абиотической среде. Поэтому ученым потребуются многочисленные доказательства, чтобы отличить пребиотическую химию от настоящих биосигнатур в будущих миссиях по исследованию планет.

Разнообразный состав астероида

Детальный анализ образцов Бенну подтвердил, что астероид представляет собой «разрыв», небесное тело, образовавшееся в результате скопления фрагментов горных пород различного происхождения и истории. Эта характеристика делает его геологическим архивом ранней Солнечной системы, содержащим части одного или нескольких родительских тел, которые были давно уничтожены.

Ученые наблюдали значительные различия в минералогическом и химическом составе между различными зернами в образце. Некоторые части явно свидетельствуют о том, что в далеком прошлом они были изменены жидкой водой — процесс, который, возможно, способствовал образованию сложных органических молекул. Другие части, по-видимому, имеют более примитивный состав и сохраняют еще более древнюю химическую летопись. Эта гетерогенность указывает на то, что множественные процессы, происходящие в разных местах и ​​в разное время, способствовали молекулярному разнообразию, обнаруженному на астероиде.

Следующие этапы исследования

Открытие триптофана в Бенну — это только начало долгого пути анализа. Теперь исследовательская группа планирует провести дополнительные исследования, чтобы подтвердить и углубить понимание происхождения молекулы. Среди методов, которые будут использоваться, – анализ энантиомерного и изотопного состава. Первый будет стремиться определить «хиральность» или «леворукость» аминокислоты, поскольку жизнь на Земле отдает явное предпочтение «левосторонним» аминокислотам. Обнаружение смеси «леворуких» и «праворуких» форм было бы убедительным свидетельством его небиологического, внеземного происхождения. Изотопный анализ, в свою очередь, позволит измерить пропорции различных изотопов элементов, таких как углерод и водород, что может обеспечить четкую характеристику, позволяющую различать земной и внеземной материал. Продолжающееся изучение образцов Бенну, а также будущие миссии по возврату образцов с других астероидов считаются важными для раскрытия секретов химии, которая породила жизнь в Солнечной системе.