Метеориты. Космические камни, создавшие наш мир

«Левосторонняя» и «правосторонняя» версии простой аминокислоты – аланина, – обнаруженной в Мурчисоне в 1970 году. Обе версии идентичны в отношении составляющих их атомов и расположения атомов вокруг центрального атома углерода, но при этом представляют собой зеркальные отражения. Их невозможно наложить друг на друга, как их ни изгибай или поворачивай.

Это значит, что каждый вид аминокислоты – а их сотни – может существовать в одной из двух разновидностей, «левосторонней» или «правосторонней», и эти разновидности, за исключением их противоположной ориентации, идентичны. Если две аминокислоты содержат в точности одни и те же сочетания составляющих их химических элементов и образуют одни и те же группы химических соединений, но имеют различную хиральность, они считаются разными молекулами. Например, когда аминокислота синтезируется в колбе чисто химическим путем (то есть, без участия живых организмов), получается смесь примерно равных количеств «левосторонней» и «правосторонней» аминокислот. Но с биологическими аминокислотами дело обстоит иначе.

Оказывается – и вот здесь-то и начинается магия – что все аминокислоты, используемые и синтезируемые живыми организмами на Земле, левосторонние. Жизнь в известной нам форме, когда дело доходит до ее фундаментальных химических «строительных кирпичиков», ориентирована строго определенным образом. Она асимметрична. Когда на Земле зародилась жизнь, она была построена на основе левосторонней молекулы. Почему она «выбрала» левосторонность – вопрос нерешенный. Возможно, формы жизни на углеродной основе, существующие в других областях Вселенной, если они существуют, правосторонние.

Но эта причуда земной биохимии позволяет нам провести важный тест. Если аминокислоты в метеорите Мурчисон являются продуктом жизнедеятельности биологических форм, мы должны ожидать, что все они будут ориентированы одинаковым образом; если же они появились в результате небиологических химических реакций, тогда следует предполагать, что среди них примерно в одинаковой пропорции окажутся как «левосторонние», так и «правосторонние».

Космохимики установили, что аминокислоты в Мурчисонском метеорите образуют смесь молекул разной хиральности: примерно по пятьдесят процентов «левостороннего» и «правостороннего» двойников. Это простое наблюдение решило спор: аминокислоты в метеорите не являются продуктом жизни, земной или внеземной. Но хотя оно, к нашему разочарованию, исключает биологическое происхождение аминокислот и других органических молекул в СМ-хондритах, оно убедительно доказывает их внеземную природу.

Со времени падения метеорита Мурчисон в 1969 году только в нем одном были идентифицированы десятки тысяч уникальных органических

молекул, но количество молекул, которые еще предстоит открыть, скорее всего, составляет много миллионов. И конечно, не в одном только Мурчисоне. Огромное разнообразие органических молекул обнаружено в метеоритах каждой из восьми групп углистых хондритов, а также в десятках уникальных углистых хондритов, которые трудно отнести к какой-то определенной группе. Только одних аминокислот там найдено более семидесяти видов.

По всей Солнечной системе

Обилие органических молекул в углистых хондритах говорит нам о том, что сложные химические соединения на основе углерода были широко распространены по всей новорожденной Солнечной системе и что они были обычным компонентом астероидов. И действительно, с тех пор, как мы вышли в космос и стали исследовать космические тела, мы обнаружили, что многие из них отличаются столь же сложным химическим составом. Очевидно, что органические молекулы в составе небесных тел скорее правило, чем исключение.

Титан, самое крупное тело в системе спутников Сатурна, окутан плотной атмосферой, состоящей из органических молекул: там идут дожди из жидкого метана (CH₄). Когда метановые капельки падают на ледяную поверхность, они образуют озера и моря жидких углеводородов, соединяющиеся сетью глубоко прорезанных в поверхности рек и потоков. Ультрафиолетовое излучение далекого Солнца вызывает в верхних слоях облачности химические реакции, в результате которых синтезируется настоящий коктейль из органических молекул, вероятно, не менее сложных, чем те, что содержатся в углистых хондритах.

Органика обнаружена и в атмосферах газовых гигантов: Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, и на большинстве их многочисленных лун. Кроме Титана, органические соединения зарегистрированы на спутниках Сатурна Энцеладе и Япете. Три из гигантских лун Юпитера – Европа, Ганимед и Каллисто – тоже богаты органическими молекулами, как и огромный спутник Нептуна Тритон.