Визначено реакції, здатні зародити життя на інших планетах

Перебравши всі відомі хімічні елементи і різні способи їх змішування, команда вчених виділила майже три сотні хімічних реакцій, здатних зародити життя на екзопланетах. Причому умови в цих світах зовсім не зобов’язані бути хоч скількись схожими на земні. Нова робота дасть змогу значно збільшити кількість екзопланет, теоретично придатних для невідомого нам життя, а отже, і розширить сферу його пошуків.

Життя на далекій екзопланеті – якщо воно там існує – може бути зовсім не схоже на те, до якого ми звикли на Землі. До того ж, з огляду на широкий набір відомих нам хімічних елементів і величезне розмаїття планет у Всесвіті та умов на них, буде великою помилкою шукати життя лише на так званих землеподібних планетах. Схожим чином думає група вчених зі США та Австралії, яка вирішила визначити, які процеси могли б призвести до появи життя в інших світах, що існують у широкому діапазоні геохімічних і космохімічних умов, деякі з яких істотно відрізняються від умов сучасної Землі.

“Походження життя, по суті, являє собою процес виникнення “чогось із нічого”. Але це “щось” не може з’явитися тільки один раз. Життя зводиться до хімії та умов, які можуть генерувати самовідтворювану модель реакцій”, – пояснив Бетюль Качар (Betül Kaçar), астробіолог, професор бактеріології з Університету Вашингтона в Медісоні (США) і співавтор дослідження.

Тим самим для виникнення життя в умовах будь-якої планети має існувати відносно проста хімічна реакція, що постійно відтворюється, продукти якої самі прискорюють цю реакцію. У хімії такі реакції називаються автокаталітичними. По суті, розмноження і ріст (тобто поділ клітин) живих організмів і є складною автокаталітичною реакцією. Так, пара особин одного виду, розмножуючись, створює нові особини, які теж здатні до розмноження і прискорюють цю “реакцію”.

З огляду на схожість динамічної поведінки живих і суто хімічних автокаталітичних систем, вчені дійшли висновку, що в появі життя вирішальну роль відігравали одна або кілька простих автокаталітичних реакцій. Автори нового дослідження вирішили зібрати найповніший список таких реакцій, знайшовши 270 варіантів, більшість з яких не включає органічні сполуки (тобто сполуки вуглецю). Повний список реакцій, методи аналізу та докладні висновки вчені навели в статті, опублікованій у журналі Journal of the American Chemical Society.

У знайдених автокаталітичних реакціях беруть участь усі 18 груп елементів періодичної таблиці, включно з лантаноїдами, актиноїдами і навіть такими радіоактивними елементами, як торій і уран. При цьому умови (температура, тиск, кислотність середовища тощо), в яких мають відбуватися ці реакції, значно різняться.

Таким чином, аналіз істотно збільшив кількість варіантів умов на екзопланетах, у яких між простими хімічними сполуками можуть мимовільно розпочатися самопідтримувані хімічні реакції, здатні дати початок найпростішому життю.

Залишається лише підібрати для конкретної планети з конкретними умовами потрібну реакцію і спробувати знайти молекули реагентів або продуктів у її атмосфері. З іншого боку, автори дослідження зазначили, що для деяких автокаталітичних систем потрібен ефективний просторовий або часовий поділ реагентів і продуктів, що дає змогу одночасно протікати основним і допоміжним реакціям. Це частково пояснює, чому природні автокаталітичні системи спостерігаються нечасто.

Journal of the American Chemical Society.