Життя на далекій планеті — якщо воно там є — може бути зовсім не схожим на життя на Землі. Але в «коморі» Всесвіту дуже багато хімічних інгредієнтів і дуже багато способів їх змішувати. Наукова група під керівництвом дослідників з Вісконсинського університету в Медісоні (США) використала ці обмеження, щоб написати «кулінарну книгу» із сотнями хімічних рецептів, які потенційно можуть породити життя.

Їхній список інгредієнтів міг би спрямувати пошуки життя деінде у Всесвіті, вказуючи на найвірогідніші умови — планетні варіанти техніки змішування, температуру в духовці та час випікання — для того, щоб якийсь із рецептів було використано.

За словами дослідників, процес переходу від основних хімічних інгредієнтів до складних циклів клітинного метаболізму та розмноження, які визначають життя, вимагає не лише простого початку, але й повторення.

«Походження життя — це справді процес «щось із нічого», — сказала Бетюль Качар (Betül Kaçar), астробіолог, яка працює з NASA, і професор бактеріології університету в Медісоні. «Але це не може статися один раз. Життя зводиться до хімії та умов, які можуть генерувати й підтримувати самовідтворювані реакції».

Хімічні реакції, внаслідок яких утворюються молекули, що спонукають ту саму реакцію повторюватися знову і знову, називаються автокаталітичними реакціями. У новому дослідженні, результати якого опубліковані в журналі Американського хімічного товариства, Жень Пен (Zhen Peng), докторант лабораторії Качар, і його співробітники зібрали 270 комбінацій молекул, що включають атоми з усіх груп і серій періодичної таблиці, з потенціалом стійкого автокаталізу.

«Раніше вважали, що такі реакції дуже рідкісні», — зазначила Качар. «Ми показуємо, що насправді це далеко не рідкість. Вам просто потрібно шукати в потрібному місці».

Дослідники зосередили свій пошук на так званих реакціях компропорціонування. У таких реакціях дві сполуки, які мають той самий елемент з різною кількістю електронів або реакційноздатних станів, об’єднуються, створюючи нову сполуку, в якій елемент міститься в середині початкових реакційноздатних станів.

Щоб бути автокаталітичним, результат реакції також має забезпечити вихідні матеріали для повторної реакції: в такому разі він забезпечує нову реакцію, зауважив Зак Адам (Zach Adam), співавтор дослідження та геолог з Вісконсинського університету в Медісоні, який вивчає походження життя на Землі. Реакції компропорціонування приводять до появи кількох копій деяких молекул, що забезпечує матеріали для наступних етапів автокаталізу.

«Якщо ці умови правильні, ви можете почати з відносно невеликої кількості таких результатів», — сказав Адам. «Кожного разу, коли ви виконуєте цикл, ви отримуєте принаймні один додатковий результат, який прискорює реакцію та робить її ще швидшою».

Автокаталіз схожий на зростання популяції кроликів. Пари кроликів збираються разом, дають посліди нових кроленят, а потім нові кролики виростають, щоб об’єднатися в пари і зробити ще більше кроликів. Не потрібно багато кроликів, щоб незабаром мати їх набагато більше.

Проте шукати у Всесвіті «гнучкі вуха й нечіткі хвости», ймовірно, не виграшна стратегія. Натомість Качар сподівається, що хіміки візьмуть елементи зі списку «рецептів» нового дослідження та перевірять їх у «каструлях і на сковорідках, що імітують позаземні кухні».

«Ми ніколи точно не дізнаємося, що саме сталося на планеті, де виникло життя. У нас немає машини часу», — сказала Качар. «Але в пробірці ми можемо створити кілька умов на планеті, щоб зрозуміти, як взагалі може розвиватися динаміка підтримки життя».

Качар очолює консорціум під назвою MUSE (Metal Utilization & Selection Across Eons), який підтримує NASA. Її лабораторія зосередить увагу на реакціях, що, зокрема, відбуваються за наявності молібдену і заліза. Водночас вона з нетерпінням чекає, що «приготують» інші дослідники з найекзотичніших і незвичайних частин нової книги «рецептів».

«Карл Саґан сказав, що якщо ви хочете спекти пиріг з нуля, спочатку ви маєте створити всесвіт», — сказала Качар. «Я гадаю, якщо ми хочемо зрозуміти Всесвіт, спершу нам треба спекти кілька пирогів».

За інф.з сайту https://phys.org