Ученые выяснили, как сложные молекулы могут образовываться в неживой среде
Ученые выяснили, что в неживой среде при определенных условиях могут образовываться молекулы со сложным строением. Это важно учитывать при поиске жизни за пределами Земли, чтобы не принять результат обычных химических процессов за возможный след деятельности живых организмов
Источник: Новости науки
МОСКВА, 9 октября /Новости науки/. Определенные условия неживой среды могут способствовать образованию более сложных молекул, что важно учитывать при поиске жизни за пределами Земли. Об этом говорится в статье, опубликованной в PNAS Nexus.
Один из подходов к поиску жизни основан на анализе молекул в образцах. Ученые оценивают не просто размер соединения, а то, насколько трудно его построить из простых частей и сколько одинаковых копий такой молекулы присутствует в образце.
Смысл такого подхода заключается в том, что случайным химическим процессам трудно снова и снова создавать большое количество одинаковых молекул со сложным строением. Живые системы, напротив, способны производить такие соединения во множестве копий. Поэтому сочетание высокой сложности и большого количества одинаковых молекул рассматривается как возможный ориентир при поиске жизни.
Исследователи решили проверить, насколько на такую молекулярную сложность могут влиять обычные физические условия без участия живых организмов. Для этого они создали компьютерную модель химической системы, в которой вещества могли соединяться, распадаться и перемещаться между связанными между собой участками.
Расчеты показали, что значение имеет даже то, как устроено пространство, в котором проходят реакции. В упорядоченной системе чаще появлялись более сложные структуры, чем в системе, где связи между отдельными участками были расположены случайным образом. Таким образом, сама организация неживой среды способна влиять на результат химических реакций.
Что это значит для поиска жизни
Особенно важной оказалась скорость перемещения веществ. Если они распространялись слишком медленно, большая часть химических процессов оставалась сосредоточена в ограниченной области. Если перемещение происходило слишком быстро, вещества не успевали достаточно долго взаимодействовать для образования более сложных соединений. Наиболее благоприятной оказалась промежуточная скорость.
При этом неживая система не смогла создавать молекулы неограниченной сложности. Более сложные структуры возникали лишь до определенного предела, а условия, способствовавшие их появлению, часто не позволяли накопиться большому количеству таких соединений. Это важно, поскольку при поиске жизни исследователи учитывают одновременно и сложность молекул, и число их копий.
Результаты показывают, что при изучении образцов с других планет и спутников недостаточно обнаружить отдельные соединения со сложным строением. Необходимо также учитывать, сколько таких молекул присутствует в образце и могли ли условия окружающей среды сами способствовать их образованию.
Ученые также показали, что движение веществ может влиять на возможность обнаружения наиболее сложных соединений приборами. В зависимости от условий их количество может оказаться слишком небольшим для регистрации, что необходимо учитывать при разработке экспериментов и оборудования для космических миссий.
Исследователи подчеркивают, что работа основана на упрощенной компьютерной модели, а не на экспериментах с конкретными реальными молекулами. Полученные результаты показывают прежде всего то, что физические условия неживой среды способны влиять на химическую сложность, а значит, этот фактор необходимо учитывать при разработке методов поиска жизни за пределами Земли.
Один из подходов к поиску жизни основан на анализе молекул в образцах. Ученые оценивают не просто размер соединения, а то, насколько трудно его построить из простых частей и сколько одинаковых копий такой молекулы присутствует в образце.
Смысл такого подхода заключается в том, что случайным химическим процессам трудно снова и снова создавать большое количество одинаковых молекул со сложным строением. Живые системы, напротив, способны производить такие соединения во множестве копий. Поэтому сочетание высокой сложности и большого количества одинаковых молекул рассматривается как возможный ориентир при поиске жизни.
Исследователи решили проверить, насколько на такую молекулярную сложность могут влиять обычные физические условия без участия живых организмов. Для этого они создали компьютерную модель химической системы, в которой вещества могли соединяться, распадаться и перемещаться между связанными между собой участками.
Расчеты показали, что значение имеет даже то, как устроено пространство, в котором проходят реакции. В упорядоченной системе чаще появлялись более сложные структуры, чем в системе, где связи между отдельными участками были расположены случайным образом. Таким образом, сама организация неживой среды способна влиять на результат химических реакций.
Что это значит для поиска жизни
Особенно важной оказалась скорость перемещения веществ. Если они распространялись слишком медленно, большая часть химических процессов оставалась сосредоточена в ограниченной области. Если перемещение происходило слишком быстро, вещества не успевали достаточно долго взаимодействовать для образования более сложных соединений. Наиболее благоприятной оказалась промежуточная скорость.
При этом неживая система не смогла создавать молекулы неограниченной сложности. Более сложные структуры возникали лишь до определенного предела, а условия, способствовавшие их появлению, часто не позволяли накопиться большому количеству таких соединений. Это важно, поскольку при поиске жизни исследователи учитывают одновременно и сложность молекул, и число их копий.
Результаты показывают, что при изучении образцов с других планет и спутников недостаточно обнаружить отдельные соединения со сложным строением. Необходимо также учитывать, сколько таких молекул присутствует в образце и могли ли условия окружающей среды сами способствовать их образованию.
Ученые также показали, что движение веществ может влиять на возможность обнаружения наиболее сложных соединений приборами. В зависимости от условий их количество может оказаться слишком небольшим для регистрации, что необходимо учитывать при разработке экспериментов и оборудования для космических миссий.
Исследователи подчеркивают, что работа основана на упрощенной компьютерной модели, а не на экспериментах с конкретными реальными молекулами. Полученные результаты показывают прежде всего то, что физические условия неживой среды способны влиять на химическую сложность, а значит, этот фактор необходимо учитывать при разработке методов поиска жизни за пределами Земли.
