Установлен перечень химических процессов, потенциально приводящих к возникновению жизни за пределами Земли

Новости МирТесен

После тщательного анализа всех известных химических веществ и различных комбинаций между ними, исследователи выявили около трехсот реакций, потенциально способных породить жизнь на планетах за пределами нашей Солнечной системы. Важно отметить, что окружающая среда в этих мирах может существенно отличаться от условий, привычных для Земли. Данное исследование позволит расширить перечень экзопланет, которые теоретически могут поддерживать неизвестные нам формы жизни, и, соответственно, увеличить возможности их обнаружения.

Возможная жизнь на отдаленных планетах — если она действительно существует там — может кардинально отличаться от земных форм. Учитывая широчайший спектр химических элементов и колоссальное разнообразие планет во Вселенной с различными условиями, было бы ошибкой ограничивать поиски жизни только теми мирами, которые напоминают Землю по своим характеристикам. Подобную точку зрения разделяют ученые из Соединенных Штатов Америки и Австралии, которые провели исследование для определения процессов, способных привести к возникновению жизни в других мирах. Эти процессы могут протекать при разнообразных геохимических и космохимических условиях, значительно отличающихся от современных земных.

Появление жизни можно охарактеризовать как возникновение сложного из изначально простого. Однако этот процесс не является уникальным и предполагает повторение сценария создания «чего-то» из, казалось бы, ничего. Сущность жизни заключается в химических взаимодействиях и определенных условиях, позволяющих сформироваться самовоспроизводящейся цепи реакций», — отметила Бетюль Качар, астробиолог и профессор бактериологии из Университета Вашингтона (Мэдисон, США), являющаяся соавтором научной работы.

Для того чтобы жизнь возникла на планете, необходима непрерывно возобновляемая и достаточно простая химическая реакция, при которой продукты реакции сами способствуют ее ускорению. В химии такие реакции известны как автокаталитические. Размножение и рост живых организмов, а именно деление клеток, представляют собой сложный пример автокаталитической реакции. Например, две особи одного вида, размножаясь, порождают потомство, также способное к размножению и ускоряющее этот процесс».

С учетом схожести в динамическом поведении живых организмов и автокаталитических химических систем, исследователи полагают, что ключевую роль в возникновении жизни сыграли одна или несколько простых автокаталитических реакций. В рамках нового исследования авторы попытались составить наиболее исчерпывающий перечень таких реакций, обнаружив 270 вариантов, причем большинство из них не предполагает использование органических соединений (то есть соединений, содержащих углерод). Подробный список реакций, использованные методы анализа и основные выводы представлены в статье, опубликованной в журнале Journal of the American Chemical Society.

Автокаталитические реакции были обнаружены с участием всех 18 групп элементов периодической таблицы, включая лантаноиды, актиноиды, и даже радиоактивные элементы, такие как торий и уран. Условия протекания этих реакций – температура, давление, кислотность среды и другие факторы – сильно варьируются.

В результате проведенного исследования значительно расширился перечень условий существования на внеземных планетах, при которых между простыми химическими веществами могут спонтанно возникать самоподдерживающиеся процессы, потенциально приводящие к появлению самых элементарных форм жизни.

Задача теперь заключается в подборе подходящей реакции для каждой конкретной планеты с учетом ее уникальных условий и поиске молекул реагентов или продуктов этих реакций в её атмосфере. Однако авторы работы подчеркивают, что некоторые системы самокатализа требуют эффективного разделения во времени или пространстве между исходными веществами и конечными продуктами для одновременной реализации основных и дополнительных процессов. Это частично объясняет относительно редкое наблюдение природных систем самокатализа.