29 января 2025 года НАСА на телеконференции сообщило об обнаружении аминокислот и всех пяти известных азотистых оснований — ключевых элементов ДНК и РНК — в образцах, полученных с астероида Бенну. Эти образцы были собраны космическим аппаратом OSIRIS-REx в 2020 году и доставлены на Землю в 2023 году.
Современные методы масс-спектрометрии и ядерного магнитного резонанса позволили провести анализ образцов, в результате которого было установлено наличие аденина, гуанина, урацила и различных аминокислот. Эти соединения, известные как необходимые компоненты для синтеза белков и нуклеиновых кислот, указывают на то, что химические реакции на астероидах могли обеспечить исходное сырье для возникновения жизни. Также в образцах зафиксировано значительное количество аммиака.
Хотя это открытие и не подтверждает наличие жизни за пределами Земли, оно указывает на присутствие сложных органических молекул на астероиде, богатом углеродом. Это, в свою очередь, подкрепляет предположение о том, что астероиды сыграли роль в формировании химических процессов, предшествующих возникновению жизни на ранней Земле.
Основы жизни в образцах Бенну
Анализы показали, что образцы астероида Бенну содержат матрицу с высоким содержанием углерода, а также значительное количество гидратированных минералов, включая филлосиликаты, и сложные органические соединения. Наличие этих минералов указывает на то, что ранее Бенну подвергался гидротермальным процессам, в ходе которых жидкая вода взаимодействовала с исходными породами, что создало условия для образования органических молекул.
Одной из наиболее заметных особенностей открытия является большое количество азотсодержащих веществ, в том числе все пять азотистых оснований, необходимых для хранения и передачи генетической информации в сложных молекулах, таких как ДНК и РНК, в живых организмах на Земле. Обнаружение этих соединений в углеродном астероиде указывает на то, что они способны формироваться и сохраняться в условиях, отличных от земных. Кроме того, на Бенну зафиксировано наличие 14 из 20 аминокислот, используемых жизнью на Земле для синтеза белков.
Анализ распределения этих соединений в образцах указывает на то, что они не являются результатом земного загрязнения, а происходят из материала, сформировавшегося в ранней Солнечной системе.
Последствия для происхождения жизни на Земле
Наличие аминокислот и азотистых оснований в таком простом небесном объекте, как Бенну, подкрепляет предположение о том, что астероиды сыграли важную роль в доставке органических молекул на раннюю Землю. Предполагается, что столкновения с углеродистыми астероидами могли обогатить нашу планету сложными органическими соединениями, что способствовало химическим реакциям, приведшим к появлению первых живых организмов.
Данные, полученные миссией OSIRIS-REx, согласуются с результатами японской миссии «Хаябуса2», которая исследовала образцы с астероида Рюгу и выявила наличие органических молекул. Образцы, доставленные с Бенну, демонстрируют более широкую палитру азотистых оснований, что указывает на различия в химических условиях формирования этих астероидов. Возможно, среда на Бенну была более подходящей для образования данных молекул.
Ранее эти строительные блоки жизни, найденные в образцах Бенну, уже обнаруживались во внеземных породах. Однако их обнаружение в нетронутом образце, доставленном из космоса, подтверждает предположение о том, что объекты, образовавшиеся за пределами Солнца, могли служить значимым источником исходных веществ, необходимых для возникновения жизни в нашей Солнечной системе.
Следующие шаги
Используя все более совершенные инструменты, ученые планируют продолжить анализ образцов, доставленных с астероида Бенну, чтобы выяснить, какие химические реакции привели к формированию этих соединений, и определить, какую роль они могли сыграть в процессах, предшествующих возникновению жизни.
Некоторые вопросы касательно аминокислот, найденных в астероиде, остаются без ответа. Известно, что многие аминокислоты существуют в виде двух зеркальных изображений – энантиомеров, один из которых имеет левостороннюю ориентацию (L), а другой – правостороннюю (D). На Земле для поддержания жизни используется преимущественно L-форма, однако в образцах, полученных с Бенну, зафиксировано соотношение обеих форм в равных пропорциях. Это наводит на мысль, что на ранней Земле аминокислоты также могли изначально присутствовать в подобной смеси. Тем не менее, вопрос о том, почему жизнь отдала предпочтение почти исключительно L-форме, остается нерешенным.
После завершения миссии по доставке образцов с астероида Бенну, зонд OSIRIS-REx начал новую миссию под названием OSIRIS-APEX. В 2029 году он намерен отправиться к астероиду Апофис для его изучения.