Бета-аланин из образцов Бенну и метеорита Мерчисон, вероятно, возник по одному и тому же механизму, но в совершенно различных условиях
Исследователи провели сравнение бета-аланина из образцов астероида Бенну и метеорита Мерчисон, который упал на Землю в 1969 году. Образец Бенну был доставлен на Землю в 2023 году в рамках миссии NASA OSIRIS-REx. Средние изотопные соотношения углерода в обоих образцах оказались практически идентичными, однако анализ отдельных атомов внутри молекул выявил значительные различия. Один из углеродных атомов в бета-аланине Бенну продемонстрировал самую выраженную изотопную аномалию, когда-либо зафиксированную в органической молекуле внеземного происхождения.
Для выявления этой разницы команда разработала методику измерения изотопного состава не всей молекулы в целом, а отдельных позиций в ней. Обычно анализ предоставляет усреднённое соотношение изотопов углерода, скрывая различия между атомами одной молекулы. Новый подход позволяет получить более детальный «изотопный отпечаток» и восстановить происхождение отдельных атомов. В ходе работы были использованы два прибора, включая pico-CSIA — установку, которая доступна только в Университете штата Пенсильвания. Она даёт возможность анализировать крайне малые объёмы вещества, что особенно важно при работе с редкими образцами астероидного материала.
Изотопные различия показывают, что атомы углерода и азота в исследованных молекулах могли происходить из различных химических резервуаров. Тем не менее, общая структура изотопного распределения в бета-аланине Бенну и Мерчисона оказалась схожей. Авторы полагают, что это допускает возможность формирования молекул в рамках одного процесса, но в различных областях Солнечной системы. Таким образом, органические соединения, важные для предбиотической химии, существовавшей на молодой Земле до появления первых живых организмов, могли формироваться в более разнообразных условиях, чем предполагали предыдущие модели.
Бета-аланин не входит в число 20 аминокислот, из которых состоят белки, но встречается в живых организмах и может участвовать в образовании пептидов. Это одно из распространённых органических соединений, обнаруживаемых в астероидах и метеоритах. Ранее та же научная группа исследовала глицин образцов Бенну и сделала вывод, что он мог образоваться в холодной и суровой среде, а не в тёплых и влажных условиях, которые часто рассматриваются как подходящие для возникновения органических предшественников жизни.
Следующий этап исследования — выяснить, как воздействие воды и другие процессы в космосе изменяют изотопное распределение внутри органических молекул. Это поможет более точно установить, где и при каких условиях формировались вещества, которые могли играть роль в предбиотической химии ранней Солнечной системы.
Источник