Нітрили, клас органічних молекул з ціаногрупою — тобто атомом вуглецю, зв’язаним потрійним ненасиченим зв'язком з атомом азоту — зазвичай токсичні. Але, як це не парадоксально, вони також є ключовим попередником молекул, що необхідні для життя, таких як рибонуклеотиди, що складаються з нуклеобаз або "літер" A, U, C і G, з'єднаних з рибозою та фосфатною групою, які разом становлять РНК.
Тепер група дослідників з Іспанії, Японії, Чилі, Італії та США показує, що широкий спектр нітрилів зустрічається у міжзоряному просторі в молекулярній хмарі G+0,693-0,027, недалеко від центру Чумацького Шляху.
Доктор Віктор М. Рівілья з Іспанії, перший автор нового дослідження, опублікованого в журналі Frontiers in Astronomy and Space Sciences, сказав: “Тут ми показуємо, що хімія, що знаходиться у міжзоряному середовищі, здатна ефективно утворювати безліч нітрилів, які є ключовими молекулярними попередниками сценарію "світу РНК"”.
Можливий "тільки РНК" світ
Згідно з цим сценарієм, життя на Землі спочатку було засноване тільки на РНК, а ДНК та білкові ферменти розвинулися пізніше. РНК може виконувати обидві свої функції: зберігати та копіювати інформацію, як ДНК, і каталізувати реакції, як ферменти. Згідно теорії "світу РНК", нітрили та інші будівельні блоки для життя не обов'язково повинні були виникнути на самій Землі. Вони також могли виникнути в космосі та "потрапити" на молоду Землю всередині метеоритів і комет у період "пізнього важкого бомбардування", між 4,1 та 3,8 мільярдами років тому. На підтвердження цьому всередині сучасних комет та метеоритів було виявлено нітрили та інші молекули-попередники нуклеотидів, ліпідів та амінокислот.
Але звідки могли в космосі взятися ці молекули? Основними кандидатами є молекулярні хмари, які є щільними й холодними областями міжзоряного середовища, придатні для утворення складних молекул. Наприклад, молекулярна хмара G+0,693-0,027 має температуру близько 100 Кельвінів, її розмір становить близько трьох світлових років у поперечнику, а маса приблизно в тисячу разів більша за масу нашого Сонця. Немає жодних доказів того, що нині всередині G+0.693-0.027 формуються зорі, хоча вчені підозрюють, що в майбутньому вона може перетворитися на зоряний розплідник.
“Хімічний склад G+0.693-0.027 схожий на хімічний склад інших зореутворювальних регіонів у нашій галактиці, а також на хімічний склад об'єктів Сонячної системи, таких як комети. Це означає, що його вивчення може дати нам важливі відомості про хімічні інгредієнти, які були доступні у туманності, що дала початок нашій планетарній системі”, - пояснив Рівілл.
Вивчення електромагнітних спектрів
Для вивчення електромагнітних спектрів, що випускаються G+0.693-0.027, Рівілла та його колеги використовували два телескопи в Іспанії: 30-метровий телескоп IRAM у Гранаді та 40-метровий телескоп Yebes у Гвадалахарі. Вони виявили нітрили ціаноаллен (CH2CCHCN), пропаргіл ціанід (HCCCH2CN) та ціанопропін, які ще не були знайдені в G+0.693-0.027, хоча про них повідомлялося у 2019 році у темній хмарі TMC-1 у сузір'ях Тельця та Ауриги, молекулярній хмарі з зовсім іншими умовами, ніж G+0.693-0.027.
Рівілла з командою також знайшли можливі докази появи в G+0.693-0.027 ціаноформальдегіду (HCOCN) та гліколонітрилу (HOCH2CN). Ціаноформальдегід був вперше виявлений у молекулярних хмарах TMC-1 та Sgr B2 у сузір'ї Стрільця, а гліколонітрил – у сонцеподібній протозіоріі IRAS16293-2422 B у сузір'ї Офіуха.
Інші недавні дослідження також повідомили про інших попередників РНК всередині G+0.693-0.027, такі як глікольальдегід (HCOCH2OH), сечовина (NH2CONH2), гідроксиламін (NH2OH) і 1,2-етендіол (C2H4O2), підтверджуючи, що міжзоряна хімія здатна забезпечити основні інгредієнти для "світу РНК".
Нітрили входять до найпоширеніших хімічних сімейств у космосі
Автор останнього дослідження доктор Мігель Рекена-Торрес з Університету Таусона сказав: “Завдяки нашим спостереженням за останні кілька років, включаючи теперішні результати, ми тепер знаємо, що нітрили є одним з найпоширеніших хімічних сімейств у Всесвіті. Ми виявили їх у молекулярних хмарах у центрі нашої галактики, протозорях різної маси, метеоритах та кометах, а також в атмосфері Титану, найбільшого місяця Сатурна”.
Другий автор роботи, доктор Ізаскун Хіменес-Серра дивиться попереду: “На сьогоднішній день ми виявили кілька простих попередників рибонуклеотидів - будівельних блоків РНК. Але є ще ключові молекули, яких бракує, які важко виявити. Наприклад, ми знаємо, що для зародження життя на Землі, ймовірно, були потрібні й інші молекули, такі як ліпіди, відповідальні за формування перших клітин. Тому ми також повинні зосередитись на розумінні того, як ліпіди могли утворитися з більш простих попередників, доступних у міжзоряному середовищі”.
За матеріалами: amze.medium.com
Фото зверху: галактичний центр, у інфрачервоному (NASA/JPL-Caltech/S. Stolovy, Spitzer Science Center/Caltech)
Коментарі
Дописати коментар