2000 № 06

Переломным моментом в работе астрономов стала неожиданная догадка сотрудника англо-австралийской обсерватории Джереми Бейли, что открытие циркулярно поляризованного звездного излучения может существенным образом повлиять на представления о происхождении жизни на Земле. Хотя все исследования проводились в инфракрасных лучах, Бейли теоретически доказал, что в ультрафиолетовом и даже видимом диапазонах звездный свет также может приобретать круговую поляризацию после рассеяния на частицах пыли. При этом если право- и левополяризованная компоненты ультрафиолетового излучения окажутся пространственно разделены, то в соответствующих участках молекулярного облака будут разрушаться молекулы аминокислот одного определенного типа зеркальной симметрии. Это приведет к тому, что в межзвездном пространстве образуются огромные области, в которых сохранятся только либо правые, либо левые молекулы. Очевидно, что такая пространственная асимметрия может в итоге сказаться на развитии молодых планетных систем, населяющих молекулярное облако: одни планеты окажутся заселены преимущественно D-, а другие — преимущественно L-аминокислотами.

Но в действительности все не так просто. Взаимодействие циркулярно поляризованного ультрафиолета с хиральными молекулами сложнее, чем это кажется на первый взгляд. Оказывается, правополяризованный свет не всегда разрушает правые молекулы, а левополяризованный — левые. На самом деле эффект может быть прямо противоположным: все зависит от того, к какой полосе частот принадлежит излучение. Таким образом, если свет излучается в достаточно широкой полосе частот, никакого избирательного эффекта мы не получим: число правых и левых молекул будет примерно одинаковым. Однако Кларку и его коллегам удалось показать теоретически, что в данном случае диапазон излучения звезд достаточно узок для того, чтобы свет той или иной круговой поляризации разрушал только один определенный тип энантиомеров.

Чем определяются границы этого диапазона? С одной стороны, для того чтобы энергии света хватило на разрушение связей в органических молекулах, его длина волны должна быть меньше 230 нанометров. С другой стороны, основная часть излучения звезд имеет длину волны, превышающую 200 нанометров. На меньших длинах волн звезды излучают сравнительно мало: интенсивность светового потока с длиной волны 150 нанометров падает на два порядка по сравнению с излучением на 220 нанометрах. Следовательно, основной вклад в излучение дает свет в узком диапазоне от 200 до 230 нанометров. Лабораторные эксперименты подтвердили, что оно действительно обладает избирательным воздействием на молекулы. Следовательно, подобный механизм должен действовать и в космосе.

Возможно, избыток тех или иных энантиомеров впервые появился на нашей планете примерно 5 миллиардов лет назад, когда ее поверхность подверглась мощной бомбардировке кометами и астероидами. По мнению геохимиков, именно в этот период на Землю попали вода, газы и большая часть летучих соединений, в результате чего образовалась атмосфера. Вероятно, тогда же на Землю из космоса были занесены и органические молекулы с преобладанием тех или иных зеркальных антиподов: L-аминокислоты, D-caxapa и т. д. Хотя органические молекулы могли появиться на Земле и на более ранних этапах ее формирования, однако в отсутствии атмосферы большая часть из них должна была бы погибнуть. Казалось бы, в ходе мощных столкновений метеоритов с поверхностью Земли хрупкие органические молекулы также должны были бы разрушиться, но обилие органических соединений, найденное в Мерчисонском метеорите, свидетельствует об обратном.

Гипотезу о космическом происхождении земной жизни можно будет подтвердить (или опровергнуть), получив пробы грунта с других планет. Не исключено, что в глубинных слоях почвы Марса, Луны или спутников Юпитера сохраняется какая-то органика, защищенная от губительных излучений толщей грунта.

И тут возникает еще один вопрос: обязательно ли циркулярная поляризация звездного света должна приводить к появлению L-аминокислот земного типа? Быть может, в других галактиках проживают наши углеводородные зеркальные двойники, белки которых состоят из правых аминокислот, а сахара там — левые.

А. ШИШЛОВА

_{По материалам журнала «American Scientist» и Интернета.}

Легко ли быть молодым

Поведение подростков взрослые часто находят по меньшей мере странным, непонятным, нелогичным и прямо-таки вызывающим. Теперь оказалось, что для этого есть и другие причины кроме гормонального взрыва, школьных стрессов и отсутствия жизненного опыта. Нейрофизиологи обнаружили, что родители бывают правы, когда обращаются с подростками, как с несмышленышами. Их мозг еще не достиг зрелости даже в анатомическом отношении.