Во Вселенной существуют разные рецепты для создания жизни: они не такие, как на Земле
Жизнь на Земле основана на шести химических элементах – это углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера. Но как насчет потенциальных живых существ в других частях Вселенной? Необходимы ли для возникновения жизни там те же элементы или же существует много разных рецептов для возникновения жизни? На этот вопрос сложно ответить, поскольку существует ограниченное число известных химических веществ, которые жизнь могла бы вобрать в себя. Поэтому авторы исследования, опубликованного в издании Journal of the American Chemical Society, создали новую "кулинарную книгу" с сотнями рецептов, которые потенциально могут быть объединены для создания живых существ, пишет EarthSky.
Ученые составили 270 различных наборов молекул для новой "кулинарной книги жизни". Эти комбинации молекул содержат атомы из всей периодической таблицы химических элементов и потенциально могут привести к процессу, который называется устойчивым автокатализом. Автокатализ — это когда химические реакции производят молекулы, которые способствуют повторению одной и той же реакции снова и снова.
Эти реакции являются важной частью развития жизни. Химические вещества могут довольно легко соединяться друг с другом, но повторение является ключевым фактором. Недостаточно только один раз смешать правильные химические вещества, ведь это должен быть непрерывный процесс.
По словам ученых, хотя известно, что строительные блоки жизни широко распространены во Вселенной, ранее считалось, что автокаталитические реакции во Вселенной происходят редко. Это означало, что рецепт, по которому возникла жизнь на Земле, возможно, не является очень распространенным. Но новое исследование говорит об обратном.
Чтобы попытаться определить, какие еще рецепты жизни возможны во Вселенной, ученые сосредоточились на поиске конкретных типов реакций, которые называются реакциями конпропорционирования.
В этом случае есть два химических соединения, которые включают один и тот же элемент с разным количеством электронов, или реакционных состояний. Они объединяются, образуют новое соединение, в котором элемент находится в середине начального реакционного состояния. Эти два соединения имеют разные степени окисления.
Но этот процесс должен быть повторяющимся или автокаталитическим. Как это происходит? Реакция должна произвести материал, который позволит процессу начаться заново. Эта новая реакция затем создает еще больше нового материала и так далее, образуя цикл.
В ходе реакций конпропорционирования образуются множественные копии некоторых участвующих в процессе молекул. Это обеспечивает материалы для следующих шагов в автокатализе. При этом каждый новый виток цикла становится быстрее предыдущего. Это ускоряет следующие реакции. Ученые проводят аналогии с кроликами. Кролики объединяются в пары и производят потомство. Затем детеныши вырастают и образуют пары, в результате чего рождаются новые кролики. И так далее.
Изучение большего количества потенциальных рецептов жизни может помочь ученым лучше различать подлинные биосигнатуры и ложные результаты, считают авторы исследования.