100 великих тайн Вселенной
Шрифт:
А 16 миллионов лет назад удар колоссальной силы выбросил этот метеорит с поверхности Марса в космос, где он и блуждал в космических просторах до тех пор, пока 13 тысяч лет назад не упал на льды Антарктиды. Там он пролежал до наших дней.
В 1994 году группа американских ученых приступила к всестороннему изучению этого метеорита. А после полутогодовых исследований в августе 1996 года ученые выступили с заявлением, что в метеорите скорее всего присутствуют древние окаменелости живых объектов внеземного происхождения.
Дело в том, что почти у самой поверхности метеорита были обнаружены многочисленные структуры овальной
Но исследователей смутили их размеры. Эти структуры имели диаметр всего 10—100 нанометров, то есть в 100—1000 раз меньше типичных земных микробов. Но поскольку из-за дифракции света в бактериях таких размеров невозможен фотосинтез, то у них должен существовать иной источник энергии.
Кроме того, в столь ничтожном объеме ни аппарат наследственности (ДНК и РНК) бактерий, ни другие клеточные структуры не смогли бы разместиться. В этих миниатюрных клетках не удалось также обнаружить и следов клеточных мембран. Непонятно также, почему эти микровключения находились в изверженной породе, то есть в породе, разогретой до плавления, а не в осадочной.
В пользу биологической природы странных включений говорят и другие факты. Так, рядом с этими вкраплениями было замечено значительное количество полициклических ароматических углеводородов. Но специалистам известно, что эти органические соединения обычно образуются после разложения погибших микроорганизмов. Кроме того, там же установлено наличие отложений карбонатов, окислов, сульфидов и сульфатов железа, то есть соединений, которые сопутствуют земным биологическим окаменелостям.
Но при попытке придать этим структурам статус окаменелых биологических объектов возник ряд препятствий хронологического характера. Так, одни специалисты оценивают возраст карбонатных соединений в ALH 84001 в 3,6 миллиарда лет, другие же – всего в 1,39 миллиарда лет, то есть в 2,5 раза меньше. А эти оценки очень важны для принятия той или иной гипотезы.
Действительно, если принять, что возраст карбоновых соединений 3,6 миллиарда лет, то эта цифра соответствует тому периоду времени, когда климат на Марсе был благоприятен для возникновения жизни. А вот другая цифра – 1,39 миллиарда лет – соответствует времени, когда на Марсе установился более холодный климат.
Не меньший интерес представляет также изотопный состав карбонатов метеорита. Дело в том, что бактерии, обитающие на Земле, в процессе жизнедеятельности производят своеобразную «сортировку» изотопов используемых химических элементов. В результате этого процесса в следах земных бактерий изотопа C13 оказывается меньше, чем в природных материалах. Но именно этот факт был засвидетельствован и в ALH 84001, что является наиболее убедительным доводом в пользу биологического происхождения его окаменелостей.
Эти уникальные исследования вынудили ученых совсем по-другому взглянуть на идею о панспермии, которая ранее подвергалась очень серьезной критике. Опираясь на полученные данные, с большой долей вероятности можно предполагать, что метеориты и были теми переносчиками живой материи, которые доставили ее откуда-то из глубин Вселенной на Землю.
Космос, создавший изомерию аминокислот
Одна из аксиом молекулярной биологии гласит, что все живые организмы состоят из белков, а они в свою очередь – из аминокислот.
Как и многие другие органические соединения, аминокислоты существуют в двух зеркально симметричных формах. Такие молекулы похожи одна на другую, как правая и левая рука, поэтому их называют соответственно D– и L-молекулами, или правыми и левыми.
Мерчисонский метеорит
А поскольку эти молекулы могут вращать плоскость поляризации света в различных направлениях, их еще называют «правовращающими» и «левовращающими».
Так вот оказывается, что практически все природные белки построены только из левых аминокислот. При этом, что весьма удивительно, среди аминокислот, синтезированных в лабораторных условиях, примерно одинаковое количество правых и левых молекул.
Но этой особенностью обладают не только аминокислоты. Многие другие важные для живых систем вещества также имеют строго определенный знак зеркальной симметрии. Например, сахара, входящие в состав многих нуклеотидов, а также нуклеиновых кислот ДНК и РНК, представлены в организме исключительно правыми D-молекулами.
Современные биологи, изучающие происхождение жизни на Земле, считают, что появление органических молекул с определенным типом симметрии стало главным фактором их выживания и последующего их многократного самокопирования. Но вот как и почему появился тот или иной зеркальный антипод, до сих пор остается одной из нерешенных задач науки.
Когда в ходе исследований ученые освещали раствор аминокислоты циркулярно поляризованным светом, то установили, что происходит полное или частичное разрушение одного из двух зеркальных антиподов. Причем свет, поляризованный по часовой стрелке (если смотреть навстречу лучу), разрушает D-молекулы, и, наоборот, свет, поляризованный против часовой стрелки, только L-аминокислоты. Так был найден простой способ отбора молекул с определенным типом зеркальной симметрии.
Это открытие, как выяснилось, имело далеко идущие последствия. По сути, именно этот эксперимент заставил некоторых исследователей выдвинуть любопытную идею: а не могло ли нечто подобное произойти в масштабах всей планеты на первых этапах возникновения жизни? Действительно, если Земля подверглась облучению светом, имеющим правую или левую круговую поляризацию, то в результате этого воздействия должны были выжить лишь молекулы одного типа зеркальной симметрии. Если это так, то в таком случае что за источник света смог оказать на Землю такое влияние?
Безусловно, наиболее вероятным претендентом на эту роль являлся космос, где и мог находиться достаточно мощный источник поляризованного излучения. Более того, на космическое происхождение структурной асимметрии аминокислот указывали и исследования метеорита, который в 1969 году упал недалеко от австралийского поселка Мерчисон.
Этот «гость из космоса» оказался чрезвычайно богат на различные органические молекулы, в том числе и на аминокислоты. К тому же большинство из них имели левостороннюю симметрию. Впрочем, этот факт позволил некоторым ученым заявить, что преобладание левых аминокислот – не более как результат загрязнения метеорита земной породой.