Вчені виявили нові підказки, щодо походження життя на Землі

Від величезного простору міжзоряного простору до крихітного царства атомів: дослідники використовують передові мікроскопи, щоб виявити хімічні та молекулярні відбитки ранньої Сонячної системи всередині нещодавно знайденого метеорита «Вінчкомб».

Метеорити являють собою будівельні блоки Сонячної системи, дають ключове розуміння інгредієнтів, з яких утворені планети, включно з нашою. Дослідження, проведені співпрацею установ, включаючи Університет Лідса, досягли саме цього.

Рідкісна група метеоритів, які називаються «вуглецевими метеоритами», багаті на такі хімічні речовини, як вуглець і азот, і, ймовірно, відігравали вирішальну роль у доставці води та органічних молекул на ранню Землю.

Вінчкомб — це вуглецевий метеорит, падіння якого було широко помічено у Великобританії в лютому 2021 року, а перші зразки були зібрані лише приблизно через 12 годин після приземлення. Таким чином, це дає вченим можливість досліджувати склад органічної речовини в ранній Сонячній системі без серйозних ефектів земних змін, які зазвичай ставлять під загрозу дослідження метеоритів.

Нанорозмірний аналіз і відкриття

Багатопрофільна дослідницька група, до складу якої входять вчені з університетів Лідса, Манчестера та Йорка, у співпраці з колегами з Музею природної історії в Лондоні, Diamond Light Source , Інституту хімії Макса Планка в Майнці та під керівництвом Мюнстерського університету в Німеччина провела перший поглиблений аналіз органічної речовини в метеориті Вінчкомб на нанорозмірі .

Вони змогли однозначно співвіднести дані синхротронного випромінювання з додатковою спектроскопічною інформацією надвисокої роздільної здатності про природу функціональних хімічних груп, присутніх в органічній речовині, використовуючи один із найпотужніших електронних мікроскопів у світі на заводі SuperSTEM у Дарсбері. , Чешир.

Це дозволило вражаюче виявлення на місці азотовмісних біорелевантних молекул, включаючи амінокислоти та нуклеотидні основи, які є фундаментальними компонентами більших складних білків, що використовуються в біології. Дослідження показує, що Вінчкомб все ще містить незаймані позаземні органічні молекули, які, як не дивно, могли мати вирішальне значення для появи життя на ранній Землі. Висновки були опубліковані в журналі Nature Communications.

Квентін Рамасс, професор передової електронної мікроскопії в Школі хімічної та технологічної інженерії Лідса, який очолював групу електронної мікроскопії в лабораторії SuperSTEM, сказав: «Ця робота демонструє новітні досягнення електронної мікроскопії, включаючи монохромні джерела електронів з високою роздільною здатністю. і нові високочутливі конструкції детекторів дозволяють аналізувати позаземну органічну речовину з безпрецедентною роздільною здатністю та ефективністю.

«Це відкриває нові шляхи дослідження цих матеріалів у майбутньому з використанням компактного та легкодоступного електронного мікроскопічного приладу на додаток до синхротронного випромінювання».

Передові методи та майбутні наслідки

Крістіан Воллмер, старший науковий співробітник Університету Мюнстера, який очолював дослідження, сказав: «Ідентифікація біорелевантних молекул, таких як амінокислоти та нуклеооснови, у Вінчкомбі без використання будь-яких методів хімічної екстракції є надзвичайно захоплюючою, особливо тому, що ми змогли підкреслити. просторові варіації їх локальної концентрації на нанорозмірі.

«Це свідчить про те, що наш підхід дає змогу відобразити функціональну хімію в метеоритах, навіть незважаючи на те, що розміри органічних доменів надзвичайно малі, а кількість хімічних сполук дуже мала».

Дослідники використовували лабораторію SuperSTEM, Національну дослідницьку установу Великобританії з передової електронної мікроскопії, яку підтримує Рада інженерних і фізичних досліджень (EPSRC). У закладі розташовані одні з найсучасніших у світі об’єктів для дослідження атомної структури матерії, і він працює за підтримки академічного консорціуму на чолі з Університетом Лідса (також включає університети Манчестера та Йорка, які брали участь у цей проект, а також Оксфорд, Глазго та Ліверпуль).

Надзвичайно тонкий шматочок метеорита, націлений на цікаву область, багату вуглецевмісними хімічними речовинами, можна дуже точно вилучити для подальшого дослідження або під рентгенівським променем (на Diamond Light Source), або в електронному мікроскопі (на SuperSTEM).

Доктор Ешлі Кінг, науковий співробітник Музею природної історії, де зберігається метеорит Вінчкомб, сказав: «Наші спостереження показують, що Вінчкомб є важливим доповненням до колекції вуглецевих метеоритів, а його первозданний склад дозволяє зробити нові прориви в нашому розумінні органічні молекули ранньої Сонячної системи».