За доминирование левовращающих аминокислот в земных организмах, возможно, отвечает круговая поляризация

Значительная круговая поляризация, обнаруженная в современных областях звездообразования, указывает на то, что хиральность аминокислот может возникнуть ещё до появления планет.

Наблюдения эмиссионной туманности NGC 6334 (Кошачья лапа) показали, что для её областей активного звездообразования свойственна круговая поляризация излучения, утверждают учёные под руководством Юнг Ми Квона (Jungmi Kwon) из Национальной астрономической обсерватории Японии. Эмиссионная туманность Кошачья лапа расположена в созвездии Скорпиона в 5 500 световых лет от Земли; по свойствам она, предположительно, похожа на ту область, где формировалась Солнечная система.

Степень круговой поляризации в этом регионе была равна 22% для ближнего ИК-излучения. В качестве рабочей гипотезы её появления исследователи предполагают рассеивание инфракрасного излучения с последующим дихроическим избирательным поглощением света различных длин волн мощным газопылевым облаком, характерным для эмиссионной туманности и содержащим упорядоченные пылевые частицы. Они-то и сыграли роль дихроического поляризационного фильтра.

Астрономы полагают, что обнаружение такого большого (не менее 0,65 парсек) и значительного участка с развитой круговой поляризацией может объяснить доминирование левовращающих аминокислот среди тех, на которых основана земная жизнь. По их мнению, если аминокислоты формировались ещё в допланетарной космической среде, то круговая поляризация газопылевых облаков, где проходило образование аминокислот, должно было придать им в одних регионах эмиссионных туманностей левовращающий характер, а в других — правовращающий. Следовательно, если Солнечная система образовалась там, где доминировали левовращающие аминокислоты, то при последующем формировании Земли они могли быть занесены на неё из допланетного материала. Эти гомохиральные аминокислоты затем могли стать основой для земной жизни.

Напомним, что в классическом эксперименте Миллера — Юри, в котором имитировались гипотетические условия раннего периода развития Земли, удалось получить из компонентов первичной атмосферы планеты значительное количество аминокислот, но все они были смесью из равного числа стереоизомеров. Между тем природные хиральные аминокислоты и моносахариды (за редкими исключениями) представлены в виде левовращающего стереоизомера. Так, в состав белков, по сути, входят только l-аминокислоты, а ДНК и РНК построены лишь на основе d-углеводов (гомохиральность). Более того, многие вещества в левовращающей форме, являющиеся лекарствами, в правовращающей форме биологически неактивны или даже ядовиты.

Из-за этого дальнейший синтез сложных органических веществ, лежащих в фундаменте жизни, из смеси, получавшейся в эксперименте Миллера — Юри, затруднён. И именно поэтому эксперимент часто критиковался, а возможность возникновения живых существ известных нам типов на основе таких процессов отрицалась. Если же, как считает группа Юнг Ми Квона, преобладание левовращающих аминокислот обусловлено процессами поляризации излучения ещё в областях звездообразования, то проблема дальнейшего синтеза органических веществ выглядит значительно проще, чем казалось.

Отчёт об исследовании опубликован в издании Astrophysical Journal Letters, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Национальной астрономической обсерватории Японии.