Самарские астрофизики совместно с американскими коллегами приблизились к разгадке тайны зарождения жизни на Земле. Они в теории и на практике доказали возможность возникновения в космическом пространстве сложных органических веществ, необходимых для развития первых биологических протоклеток. Один из авторов исследования астрофизик-спектроскопист, доцент кафедры физики Самарского университета им. Королёва, старший научный сотрудник Самарского ФИАН Иван Антонов.
Загадочные «клешни»
Марина Куцина, «АиФ-Самара»:- Иван, ваше исследование можно назвать доказательством существования жизни вне Солнечной системы? Вещества, которые Вы с американскими коллегами воссоздали в специальной установке, относятся к хелатирующим агентам. Ими оказались соединения, которые сегодня можно встретить в косметике и стиральных порошках - антиоксиданты и смягчители жесткой воды...
-Исследование напрямую данный факт не доказывает, но это ещё один фрагмент общей картины зарождения жизни. В отсутствии хелатных агентов ( Ред. от лат. chela — клешня) были непонятны некоторые биомеханизмы. Если мы говорим о том, что протоформы жизни и биомолекулы зародились в космосе и, попав на землю, образовали первые клетки, то где объяснение того, как эти клетки могли размножаться? Этих данных не хватало. Для этого клеткам необходимы ионы металлов. В земных организмах транспортировку металлических ионов выполняют белковые молекулы, а в космическом био-веществе - хелатные молекулы. У них есть функциональные группы, захватывающие металлы наподобие клешни краба, образуя довольно прочные химические связи.
Именно на этом свойстве основано использование таких соединений реставраторами. К примеру, они хорошо растворяют ржавчину.
- Какое значение исследование имеет для мировой науки? И как поможет отечественной?
-Оно необходимо для понимания, как в экстремальных условиях космоса образуются столь сложные по составу молекулы. Как происходит химическая эволюция Вселенной? Сейчас мы много не знаем. Например, в космическом пространстве учеными Земли было обнаружено больше двух сотен органических молекул. Откуда они там появились - непонятно. Мы же смогли доказать, что эти вещества могут образоваться в ледяных пленках на поверхности частиц космической пыли. Чем больше исследований на эту тему, тем полнее будет картина развития Вселенной, космологии и появления жизни.
Да, в народном хозяйстве напрямую наше открытие не применишь. Однако, оно важно для новых фундаментальных знаний, которые могут иметь значительный эффект в будущем. Сейчас научное сообщество не может дать точный ответ: «Есть ли жизнь за пределами Земли?».
Есть основания считать, что уже достаточно много открыто экзопланет (Ред. планет, находящихся за пределами Солнечной системы). Мы показали, что механизмы создания биомолекул общие для всей Вселенной. А значит, жизнь могла зародиться и в других уголках космоса.
- Влияет ли сегодня на международные научные проекты геополитика? Или наука помогает поддерживать международные связи?
- Да, влияет. Нам сложнее стало проводить совместную работу из-за санкций. В основном ограничения ставят учёным с той стороны. Им руководство университетов напрямую запрещает работать с российскими коллегами. Мы проводили исследование с университетом Маноа. Это центральный университет штата Гавайи. Он находится в городе Гонолулу. И еще у нас коллаборатор в университете Флориды. Довольно давно сотрудничаем с этими научными группами. Ученые сами по себе аполитичны, цель нашей жизни открывать что-то новое. Поэтому там, где есть возможность, иностранные коллеги охотно идут на контакт. С нашей стороны, наоборот, нет никаких препятствий для совместных исследований. Мы будем сотрудничать с иностранными учёными и в дальнейшем. Планы уже есть.
Как зарождаются звезды?
-На какие глобальные вопросы может дать ответы изучение межзвездных льдов?
- Космическая среда сильно отличается от условий нашей планеты. Это глубокий вакуум и низкие температуры. И химические реакции, которые происходят там, на Земле невозможны. Изучение механизмов химических реакций во льдах может ответить на вопрос, как образуются сложные молекулы земного типа. До этого в теоретической астрохимии не было четкого понимания, как образуются земные молекулы в космическом пространстве. Наше исследование показало, как это может происходить.
Химическая эволюция влияет на другие процессы в межзвездной среде, такие как звездообразование. Когда рождается звезда из пылевого облака, то происходит гравитационный коллапс. Молекулы на поверхности пыли нагреваются и превращаются в газ. Эти процессы могут наблюдать астрономы. Однако состояние вещества в этом звездном облаке может влиять на скорость коллапса. Это взаимосвязанные вещи. Мы с коллегами, как мне кажется, ухватили важную тему в этом процессе.
Как в пробирке
- Как на Ваш взгляд, появилась жизнь на Земле?
-На основе собственного научного опыта, я думаю, что скорее всего молекулы - «кирпичики», из которых можно строить жизнь, могли образоваться в космосе, а потом были привнесены на Землю. Впоследствии, из них собрались, так называемые, протоформы. Есть гипотеза мира РНК, согласно которой на ранних этапах это могли быть молекулы рибонуклеиновых кислот, которые могут воспроизводить себя. В присутствии внешнего потока энергии они могли синтезировать органические вещества-протобелки. На каком-то этапе эти процессы стали усложняться: формировались одноклеточные и многоклеточные организмы.
Пока это открытый вопрос, который требует уточнения. Потому что мы не находим остатков этих организмов на Земле. Они очень хрупкие.
-И даже на ледовой шапке Антарктиды их нет?
-Там есть множество космических следов: до сих пор хранятся метеориты, прилетевшие на Землю миллион лет назад. Антарктида словно большой холодильник. Но очень древних следов там нет. Потому что в те времена ледяных шапок на нашей планете ещё не было.
Зачем нужна обратная сторона Луны?
- Какие глобальные космические открытия Вы ждёте в обозримом будущем?
-Было бы очень интересно увидеть радиообсерваторию на обратной стороне Луне. Потому что там чище сигнал, чем на Земле, а значит более точные данные спектрального анализа. Мы, астрохимики, получаем данные о том или ином космическом веществе из наблюдательной астрономии в определенном радиодиапазоне. Молекулы в космосе излучают микроволны, когда у них изменяется скорость вращения. Надеюсь, когда-нибудь такая обсерватория появится.