Изучая происхождение жизни, ученые НАСА получили в лабораторных условиях, приближенных к космическим, урацил -- химическое соединение, состоящее из азота, углерода, водорода и кислорода и являющееся ключевым компонентом рибонуклеиновых кислот (РНК). Оказалось, что этот необходимый для жизни «строительный» материал возникает, если лед, содержащий пиримидин, облучать ультрафиолетовым светом.

Пиримидин является химическим соединением, молекулы которого состоят из атомов азота, углерода и водорода и имеют форму кольца. Он является базовой структурой урацила. Основываясь на результатах своих опытов, ученые предположили, что «кирпичики жизни» могли присутствовать на всех планетах. В том числе и на молодой Земле.

«Мы впервые показали, что можно получить в лаборатории урацил, важный компонент РНК, не биологическим, а химическим путем при условиях, аналогичных тем, что характерны для открытого космоса, -- объясняет Майкл Нуэво, сотрудник Научно-исследовательского центра (НИЦ) Эймса в Калифорнии и автор статьи, опубликованной в журнале Astrobiology. -- Наш эксперимент доказывает, что и в лаборатории можно воспроизвести процессы, которые протекают в космосе, и получить фундаментальные «строительные кирпичики», из которых состоит вся живая материя на Земле».

В НИЦ Эймса уже не первый год проходят опыты над воссозданием условий, существующих в межзвездном пространстве. За это время ученые хорошо изучили полицикличные ароматические углеводороды (ПАУ), группу богатых углеродом веществ, которые были найдены на метеоритах и считаются наиболее распространенными углеродными соединениями во Вселенной. Их кольцевые молекулы представляют собой шестиугольники, соединенные между собой.

Пиримидин тоже содержится в метеоритном веществе, но ученые до сих пор не знают, как он образуется. Если так же, как богатые углеродом ПАУ, что вполне вероятно, то тогда пиримидин может появляться в результате взрывов умирающих гигантских красных звезд или в плотных облаках межзвездного газа и пыли.

Молекулы пиримидина имеют в своих кольцах атомы азота и не отличаются большой устойчивостью. Поэтому радиация разрушает их значительно легче по сравнению с аналогичными веществами, не имеющими азота.

Теоретически, рассуждали ученые из НИЦ Эймса, если молекулы пиримидина смогут попасть в межзвездные облака пыли, то там их шансы защититься от разрушительного действия ультрафиолета значительно повышаются.

Оказавшись в таком облаке, большинство молекул пиримидина замерзает и превращается в пылевидные частицы примерно так же, как зимой при дыхании влага конденсируется на холодном стекле и превращается в лед. Межзвездные облака из пыли являются достаточно плотными образованиями. Они отражают большую часть космического излучения и защищают находящиеся внутри молекулы.

Физики под руководством Майкла Нуэво проверили эту теорию в астрохимической лаборатории НИЦ Эймса. В ходе эксперимента они облучили кусок льда, содержащий пиримидин, ультрафиолетовыми лучами. Условия эксперимента соответствовали условиям открытого космоса -- очень высокий вакуум, крайне низкие температуры (приблизительно минус 171оС) и сильная радиация.

Оказалось, что когда пиримидин замерзает в водяном льде, то он становится менее уязвим перед радиацией. Вместо того чтобы распадаться под действием радиации, многие его молекулы переходят в другие формы, в т.ч. и в компонент РНК урацил, который можно найти во всех живых организмах на нашей планете.

До сих пор неизвестно, как на Земле появилась жизнь. Эксперимент в НИЦ Эймса продемонстрировал, что большинство «строительных кирпичиков» находилось на нашей планете с самого ее образования. Опыт Майкла Нуэво интересен и важен еще и тем, что поскольку в лаборатории были воссозданы универсальные астрофизические условия, то этот же вывод, вероятно, можно распространить и на образование всех других планет. Т.е. на первом этапе существования любого космического тела на нем теоретически имеются элементы для появления жизни.