Про природу хіральних молекул на Землі

Про походження хіральних молекул

Нещодавнє дослідження, опубліковане на сайті «Earth» і «Platinum Science Letters», може містити деякі відповіді на ці запитання. Сандра Піццарелло зі Школи молекулярних наук при Державному університеті Арізони, і Крістофер Ярнес з Департаменту планетних наук Університету Каліфорнії вивчали осколки Мерчисонського метеорита, який впав у Австралії в 1969 році і Метеорит має вагу близько 90 кілограмів. І дуже багатий вуглецевими сполуками. Всередині осколків вчені виявили присутність хіральних молекул. Які виявлені також у віддалених областях зіроутворення.

Хіральність пов'язана з розташуванням атомів в молекуле. Уявіть дзеркальне зображення симетричного об'єкта, такого як стул. Його дзеркальне зображення може бути ідеально накладено на оригінальне зображення, однак дзеркальне зображення хірального об'єкта не може бути точно накладено на оригінал.

Гомохіральність відіграє ключову роль у клітинних хімічних реакціях. І всі живі організми (які ми знаємо) містять «лівосторонні» молекули. Вчені до кінця не розуміють, чому це так. Але деякі з них вважають, що відповідь може мати якесь відношення до їх космічного походження. У 2016 році дослідники виявили пропіленоксид, хіральну молекулу, в об'єкті Стрілець B2. Він - масивна хмара молекулярного газу. Воно знаходиться на відстані приблизно 25 000 світлових років від Землі. Недалеко від центру нашої галактики Чумацький Шлях. Отримані дані свідчать про те, що хіральні молекули, необхідні для виникнення життя, можливо, походять з космосу.

Молекули з космосу

Дослідники обробляли пил, отриманий з Мерчисонського метеорита етанолом. А потім тестували її на наявність пропіленоксиду, однієї з хіральних молекул, раніше виявлених у хмарі Стрілець B2. Вчені виявили дві похідні пропіленоксиди в отриманих з'єднаннях. І при проведенні їх гідролізу (руйнування хімічних речовин водою) відбувалося отримання пропіленгліколю. Що ще раз підтверджувало наявність у зразках метеорита пропіленоксиду.

Одним з цікавих результатів дослідження було утворення полімерних сполук у зразку, який перебував в охолодженому стані протягом чотирьох тижнів, перш ніж піддавався гідролізу. І це ще одна вказівка на присутність пропіленгліколю. Такі з "єднання можуть, як вважають дослідники", сформуватися з метеоритного пропіленоксиду як у батьківських астероїдах, так і на ранній Землі ". Це говорить про те, що молекула має здатність протистояти суворому середовищу простору. І тривалим космічним подорожам.

Одним з висновків дослідження є також те, що метеорити містять «ще безліч невідомих складних композицій». Вчені не знають, які ще існують молекулярні секрети у метеоритів. І як вони можуть змінити наше розуміння походження життя. Стало лише зрозуміло, що метеорити, схоже, мають інгредієнти для абіотичного синтезу або створення сполук з неживих молекул.

«Метеорити містять все, що ми шукали для з'ясування природи різноманітності органічних молекул на Землі», - заявляє Піццарелло. Іншими словами, саме хімічні процеси, а не біологічні, можливо, породили перші живі клітини. Всі з яких є гомохіральними.

Через хіральність молекул земного життя до кінця неясна. Професор астробіології з Університету Единбурзької школи фізики і астрономії Чарльз Кокелл вважає, що «є сенс у тому, що життя буде використовувати одну хіральну форму для спрощення біохімічного розпізнавання».

Глибоке коріння життя

Хоча метеорити несуть молекули, необхідні для життя, Піццарелло каже, що ми досі не знаємо, чи відповідають вони за виникнення життя на Землі. І чи є вони єдиним космічним «транспортним засобом». Яке доставило хіральні молекули на Землю. Поки відповіді на ці питання важко отримати. Але вчені вважають, що зможуть вирішити це завдання. Просто зрозумівши, які молекули мають вирішальне значення для виникнення життя в космосі. І які процеси призводять до виникнення хіральності.

Але незалежно від відповіді, дослідження передбачає існування «дуже глибокого коріння хімічної еволюції, яка передувала життю». Існує гіпотеза, що хіральність, притаманна всьому відомому нам життю, виникала в процесі народження Галактики Чумацький Шлях близько 13,6 млрд. років тому. І забезпечила можливість виникнення життя. Як сказав Карл Саган, «всі ми зроблені з зоряного пилу».