В межзвездном пространстве обнаружен сахар

Сахара — это ключевые биомолекулы живых организмов, поскольку они составляют основу ДНК и РНК и играют фундаментальную роль в метаболических процессах. Согласно теориям о происхождении жизни, сахара также необходимы для синтеза первых нуклеиновых кислот.

Несмотря на их важность, один из главных вопросов в исследованиях происхождения жизни — как на Земле образовались первые сахара, поскольку лабораторные эксперименты показывают, что в пребиотических условиях они не образуются в достаточном количестве. Сахара, такие как рибоза и глюкоза, ранее были обнаружены в образцах метеоритов и астероидов, что позволяет предположить, что некоторые из этих молекул могли образоваться в первичном молекулярном облаке, из которого сформировалась наша Солнечная система. Однако до сих пор ни один сахар не был обнаружен непосредственно в межзвёздной среде.

Международная группа под руководством научного сотрудника Центра астробиологии Изаскун Хименес-Серра обнаружила первый сахар в межзвездном пространстве — эритрулозу. Эта молекула является единственной возможной четырехуглеродной кетозой, и на Земле она часто встречается в малине и средствах для автозагара. Эритрулоза была обнаружена в молекулярном облаке G+0.693−0.027, расположенном недалеко от центра нашей Галактики, Млечного Пути. Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало возможным благодаря сверхчувствительным широкополосным спектроскопическим исследованиям, проведенным с помощью 40-метрового радиотелескопа Йебес и 30-метрового телескопа Института радиоастрономии миллиметрового диапазона (IRAM).

Команда исследователей выявила 12 спектральных линий, соответствующих лабораторному спектру эритрулозы, измеренному в Университете Страны Басков. Исследование также показало, что этого сахара как минимум в 8 раз больше, чем аналогичных трехуглеродных сахаров, ни один из которых не был обнаружен в том же регионе. «Это открытие стало неожиданностью, поскольку в астрохимии преобладает мнение, что межзвездные молекулы увеличиваются в размерах за счет последовательного присоединения атомов углерода», — говорит Исаскун Хименес Серра, ведущий автор работы.

Команда обнаружила, что эритрулоза может образовываться в межзвёздных льдах из более простых двухатомных спиртов и альдегидов.

Основываясь на количестве эритрулозы, измеренном в молекулярном облаке G+0.693−0.027, исследователи подсчитали, что от 0,5 до 50 миллионов тонн этого сахара могли попасть на поверхность Земли во время поздней тяжёлой бомбардировки, которая произошла 4,1–3,8 миллиарда лет назад. Таким образом, наличие эритрулозы в межзвездном пространстве является альтернативным источником сахаров, которые могли способствовать возникновению первых процессов метаболизма и репликации на ранней Земле.

«Обнаружение эритрулозы — очень важный шаг, поскольку он дает возможность нахождения в космосе других сахаров, таких как рибоза, входящая в состав РНК, и других важных молекул, связанных с зарождением жизни», — добавил Карлос Брионес, соавтор исследования.

Источник портал «Научная Россия»