Происхождение жизни на Земле внутри метеорита «Уинчкомб»

От бескрайних просторов межзвездного пространства до мельчайшего царства атомов: исследователи используют передовые микроскопы, чтобы обнаружить химические и молекулярные отпечатки ранней Солнечной системы внутри недавно найденного метеорита "Уинчкомб".

Метеориты представляют собой строительные блоки Солнечной системы, дающие ключ к пониманию ингредиентов, из которых формируются планеты, включая нашу собственную. Исследования, проведенные сотрудничающими институтами, включая университет Лидса, достигли именно этого, сообщает «scitechdaily».

Редкая группа метеоритов, называемая «углеродистыми метеоритами», богата химическими веществами, такими как углерод и азот, и, вероятно, играла решающую роль в доставке воды и органических молекул на раннюю Землю.

Уинчкомб — это углеродистый метеорит, который нашли в Великобритании в феврале 2021 года, причем первые образцы были собраны только через 12 часов после приземления. Таким образом, он дает ученым возможность исследовать состав органического вещества в ранней Солнечной системе без серьезных последствий земных изменений, которые обычно ставят под угрозу исследования метеоритов.

Междисциплинарная исследовательская группа, включающая ученых из университетов Лидса, Манчестера и Йорка, в сотрудничестве с коллегами из Музея естественной истории в Лондоне, Алмазного источника света, Института химии Макса Планка в Майнце и возглавляемая Мюнстерским университетом в Германии, провела первый углубленный анализ органического вещества внутри метеорита Уинчкомб на наноуровне.

Они смогли однозначно соотнести данные синхротронного излучения с дополнительной спектроскопической информацией сверхвысокого разрешения о природе функциональных химических групп, присутствующих в органическом веществе, используя один из самых мощных электронных микроскопов в мире на установке SuperSTEM в Дарсбери, Чешир.

Это позволило обнаружить на месте азотсодержащие биорелевантные молекулы, включая аминокислоты и нуклеиновые основания, которые являются фундаментальными компонентами более крупных сложных белков, используемых в биологии.

Исследования показывают, что Уинчкомб все еще содержит нетронутые внеземные органические молекулы, которые, как ни странно, могли иметь решающее значение для появления жизни на ранней Земле.

Квентин Рамасс, профессор передовой электронной микроскопии Лидской школы химической и технологической инженерии, возглавлявший группу электронной микроскопии в лаборатории SuperSTEM, сказал: “Эта работа демонстрирует, что последние достижения в области электронной микроскопии, включая монохроматические источники электронов с высоким энергетическим разрешением и новые высокочувствительные конструкции детекторов, позволяют анализировать внеземное органическое вещество с беспрецедентным разрешением и эффективностью.

“Это открывает новые возможности для исследований этих материалов в будущем с использованием компактных и легкодоступных приборов электронной микроскопии в дополнение к синхротронному излучению”.

Кристиан Фольмер, старший научный сотрудник Мюнстерского университета, возглавлявший исследование, сказал: “идентификация биологически значимых молекул, таких как аминокислоты и нуклеобазы, в Уинчкомбе без использования каких-либо методов химической экстракции чрезвычайно интересна, особенно потому, что мы смогли выделить пространственные вариации их локальной концентрации на наноуровне.

— Это говорит о том, что наш подход позволяет составить карту функциональной химии метеоритов, даже несмотря на то, что размеры органических доменов чрезвычайно малы, а содержание химических соединений очень мало”.

Исследователи использовали лабораторию SuperSTEM, британский Национальный исследовательский центр передовой электронной микроскопии, поддерживаемый Советом по инженерным и физическим исследованиям (EPSRC). Здесь находятся одни из самых современных в мире установок для исследования атомной структуры вещества, и он работает при поддержке академического консорциума, возглавляемого университетом Лидса (включая также университеты Манчестера и Йорка, которые участвовали в этом проекте, а также Оксфорд, Глазго и Ливерпуль).

Чрезвычайно тонкий срез метеорита, нацеленный на интересующую область, богатую углеродсодержащими химическими веществами, может быть очень точно извлечен для дальнейшего изучения либо под рентгеновским лучом (в Алмазном источнике света), либо в электронном микроскопе (в Суперстеме).

Доктор Эшли Кинг, научный сотрудник Музея естественной истории, где находится метеорит Уинчкомба, сказал: “Наши наблюдения показывают, что Уинчкомб представляет собой важное дополнение к коллекции углеродистых метеоритов, а его первозданный состав позволяет сделать новые прорывы в нашем понимании органических молекул в ранней Солнечной системе”.