Астробиологи нашли способ распознавать жизнь по «рисунку» молекул даже в разрушенных породах

Поиск жизни за пределами Земли традиционно сосредоточен на органических молекулах — аминокислотах и жирных кислотах, из которых строятся белки и клеточные мембраны. Однако эти же вещества образуются и в неживой природе: они найдены в метеоритах, астероидах и в лабораторных экспериментах. Поэтому простое обнаружение органики не считается доказательством.

Ставка на хиральность и изотопы — но они недолговечны

До сих пор ученые ориентировались на более тонкие признаки, такие как хиральность (преобладание «левых» аминокислот в живых организмах) и изотопный состав. Однако эти сигналы легко разрушаются временем, нагревом и радиацией, а для их измерения нужны сложные приборы, которые не всегда есть на космических миссиях.

Химическое разнообразие как новый индикатор жизни

Авторы нового исследования подошли к проблеме иначе. Они сравнили наборы аминокислот и жирных кислот из десятков источников: земных микроорганизмов, древних окаменелостей, морских осадков, гидротермальных источников, а также образцов с астероидов Рюгу и Бенну. Применив математический метод оценки биоразнообразия, ученые выяснили: биологические смеси отличаются высокой внутренней сложностью — множество разных веществ распределены относительно равномерно. В неживых же системах доминируют несколько простых и устойчивых соединений.

Этот принцип сохраняется даже в сильно поврежденных образцах. Древние породы возрастом более миллиарда лет и органика из гидротермальных источников, хотя и частично утратили биологический сигнал, все же занимали промежуточное положение между живыми и неживыми смесями. Ученые назвали это «шкалой химической деградации».

Для жирных кислот картина оказалась обратной. Живые системы используют ограниченный набор длин цепочек, необходимых для клеточных мембран, тогда как неживые процессы создают более ровные смеси. Таким образом, жизнь в одних случаях увеличивает химическое разнообразие, а в других — ограничивает его ради функциональности.

Исследователи также смоделировали условия на Европе — ледяном спутнике Юпитера, поверхность которого подвержена интенсивной радиации. Расчеты показали, что даже после разрушения части молекул статистический «рисунок» биологической химии сохраняется довольно долго. Со временем образцы становятся слишком «бедными» для анализа, но остаются отличимыми от неживых смесей.

Главное преимущество нового метода — универсальность. Нет необходимости определять точную структуру каждой молекулы или проводить сверхточные изотопные измерения. Достаточно знать относительное содержание веществ — данные, которые уже могут получать многие космические приборы. Это делает подход перспективным для будущих миссий NASA и ESA к ледяным мирам Солнечной системы.

Авторы подчеркивают, что метод сам по себе не доказывает существование жизни, но может стать ценным инструментом астробиологии, особенно когда традиционные биосигнатуры слишком слабы или разрушены.