В то время, как происхождение жизни на Земле по-прежнему остается загадкой, ученые находят всё больше доказательств того, что материал, созданный в космическом пространстве, мог быть «доставлен» на Землю кометой или в результате падения метеорита, что послужило толчком к зарождению жизни на планете. Установлено, что некоторые метеориты, найденные на Земле, содержали молекулы, которые потенциально могли использоваться в качестве строительных блоков для создания некоторых видов более крупных молекул, имеющих важное значение для возникновения жизни.
Исследователи проанализировали богатые углеродом метеориты (углистые хондриты) и обнаружили аминокислоты, которые используются для производства белков. Белки входят в число самых важных веществ, необходимых для поддержания жизни. Именно белки являются наиболее важным химическим компонентом кожи, волос и ногтей, а также именно они отвечают за ускорение или замедление химических реакций. Учёные также обнаружили компоненты, используемые при построении ДНК – молекулы, содержащей «инструкции» относительно развития организма, а также прочие биологически важные молекулы, такие как азотосодержащие гетероциклы (гетероциклические соединения), связанные сахаром органические соединения, а также соединения, принимающие участие в процессах метаболизма.
Однако, эти богатые углеродом метеориты крайне редко встречаются. Среди всех восстановленных метеоритов углистыми хондритами представлено лишь порядка 5%, к тому же метеоритами представлена лишь малая часть материала, прибывающего из космоса на Землю. Кроме того, молекулы-строительные блоки, найденные в них, обычно характеризовались крайне низкой концентрацией – не более 1-й части на миллион или нескольких частей на 1 миллиард. Таким образом, невольно возникает вопрос, насколько существенной должна была быть «поставка» внеземного материала, что бы на Земле могла зародиться жизнь. Однако Земля постоянно получает и другой внеземной материал – главным образом представленный в виде пыли от комет и астероидов.
По словам Michael Callahan из Goddard Space Flight Center НАСА, несмотря на их небольшие размеры эти межпланетные частицы пыли, возможно, обеспечивали более масштабную и стабильную поставку внеземного органического материала на раннюю Землю. Callahan отмечает, что к огромному сожалению, ранее ввиду незначительных размеров таких частиц невозможно было провести анализ межпланетной пыли на наличие в ней органических и прочих молекул, имеющих важное значение для возникновения жизни.
Недавно Callahan вместе со своими коллегами в Astrobiology Analytical Laboratory Goddard Space Flight Center, используя инновационную технологию, проанализировали чрезвычайно миниатюрные выборки метеоритов на наличие в них компонентов жизни. По словам Callahan, ему и его коллегам удалось обнаружить аминокислоты в выборке весом 360 микрограммов. Таким образом, они анализировали выборку, которая примерно в 1000 раз меньше, нежели те, которые обычно используются для проведения такого рода анализа. Микрограмм – это одна миллионная часть грамма; 360 микрограммов примерно равно весу одной волосинки длиной в 1 см.
Callahan уверен, что проведённое им исследование является доказательством того, что концепция верна. По его словам, Мерчисонский метеорит – это довольно хорошо изученный углистый метеорит. Учёный отмечает, что анализ чрезвычайно маленького фрагмента показал результаты, аналогичные тем, что были получены в ходе анализа более крупной выборки. Следовательно, новый метод позволяет в ходе будущих исследований анализировать другие мелкомасштабные внеземные материалы, такие как микрометеориты, частицы межпланетной пыли и комет. Callahan – автор статьи о результатах исследований, опубликованной в последнем выпуске журнала Journal of Chromatography A.
Анализ таких крошечных выборок является чрезвычайно сложной задачей. По словам Callahan, чем меньше выборка, тем соответственно меньше концентрация аминокислот в ней, следовательно, их сложнее выявить. Именно по этой причине, по мнению учёного, исследователи нуждаются в более чувствительных методах анализа. Более того, ввиду того, что химический состав метеоритов сам по себе сложный, методы, используемые для их анализа, также должны быть специфичны.
Команда использовала прибор «нано-потоковой» жидкостной хроматографии, чтобы отсортировать молекулы в анализируемой выборке, а затем применяла ионизацию «нано-электронапыления» с целью наделить молекулы электрическим зарядом. В последующем молекулы были проанализированы в масс-спектрометре, характеризующемся высокой разрешающей способностью, который и идентифицировал молекулы на основании специфики их массы. По словам Callahan, он планирует и в дальнейшем использовать этот метод для исследования органических соединений, содержащихся в метеоритах и межпланетной пыли.
Callahan признается, что более всего он заинтересован в анализе кометных частиц Stardust mission. Соавтор научной публикации Daniel Glavin из Astrobiology lab at Goddard уверен, что эта технология также будет чрезвычайно полезна для поисков аминокислот и других потенциальных химических биоподписей в выборках, которые в ближайшем будущем планируется доставить с Марса.
Технологии и лабораторные методы, над разработкой и совершенствованием которых работают специалисты Goddard Space Flight Center, планируется в дальнейшем использовать для анализа метеоритов и выборок, которые будут доставлены с других планет в будущем. Callahan отмечает, что ввиду того, что выборки с Марса и других планет будут иметь чрезвычайно маленький вес, то подобного рода технологии являются просто незаменимыми для их анализа.
