Учёные предлагают рассматривать бор (бор-элемент) как потенциально значимую часть химии, связанной с происхождением жизни на планетах и планетных телах. Хотя этот химический элемент не входит в классический набор для жизни на Земле (углерод — водород — азот — кислород — фосфор — сера), известный как CHNOPS, исследования показывают, что бор может играть особую роль в предбиотических химических реакциях и стабильности ключевых молекул.
Что такое бор и откуда он берётся
Бор — лёгкий и относительно редкий элемент во Вселенной. Он не образуется в обычных звёздных реакциях нуклеосинтеза, как, например, углерод или кислород. Вместо этого бор формируется в космосе при столкновениях высокоэнергичных частиц (галактических космических лучей) с ядрами более тяжёлых элементов, таких как углерод, азот и кислород. Эти столкновения приводят к их разрушению и образованию более лёгких фрагментов, включая бор — процесс, известный как спалляция.
В результате бор присутствует лишь в следовых количествах в составе материалов Солнечной системы, включая Солнце, Землю и метеориты.
Бор и происхождение жизни: связь с РНК
Одной из самых значимых идей, связанных с бором в астробиологии, является его возможное участие в синтезе и стабилизации РНК (рибонуклеиновой кислоты).
Современные гипотезы происхождения жизни, такие как гипотеза «мира РНК», предполагают, что РНК могла быть одной из первых больших молекул, участвовавших в химическом переходе от неорганики к биологии. В этой модели молекулы РНК способствуют хранению информации и каталитической активности до появления ДНК и белков.
Учёные предполагают, что бор мог стабилизировать сахарный компонент РНК — рибозу — в водных растворах, препятствуя её быстрому распаду при реакции с водой. Если такие боросодержащие соединения присутствовали в ранних океанах Земли или в обитаемых условиях других тел, они могли содействовать образованию предбиотических молекул.
Бор обнаружен на Марсе
Один из важных фактов — бор был обнаружен на поверхности Марса с помощью научной инструментальной камеры ChemCam на борту марсохода Curiosity.
При изучении поверхностных пород в кратере Гейл оборудование обнаружило бор в гипсовых жилах, которые формировались в прошлом под воздействием воды. Это указывает на то, что бор, растворённый в древних марсианских грунтовых водах, мог откладываться в осадочных образованиях на ранней стадии истории Красной планеты.
Если бор действительно присутствовал в древних марсианских водоёмах, это говорит о том, что химические условия, благоприятные для формирования и стабилизации органических молекул, могли существовать не только на Земле, но и на других небесных телах. Нахождение бора в слоях, сформировавшихся миллиарды лет назад, согласуется с представлениями о том, что Mars когда-то мог иметь жидкую воду и более густую атмосферу.
Бор в межзвёздной среде: открытие пока не произошло
На данный момент боросодержащие молекулы не были надёжно зафиксированы в межзвёздном пространстве. Это означает, что учёные пока не установили прямых данных о том, как бор распределяется в газообразной фазе в областях, где формируются звёзды и планетные системы.
Если такие молекулы будут обнаружены в будущем — например, с помощью радиотелескопов — это поможет лучше понять маршруты транспорта бора из межзвёздной среды в молодые планетные системы и на поверхности планет.
Почему бор может быть важным для астробиологии
Хотя бор ещё не включён в стандартный список элементов, считающихся критичными для жизни (CHNOPS), его химические свойства и обнаружение на Марсе указывают на возможную роль в химии, предшествовавшей возникновению жизни. По мнению исследователей:
- бор улучшает устойчивость ключевых органических молекул (например, рибозы) в водных растворах;
- его присутствие в древних осадочных породах свидетельствует о наличии воды и необходимых химических условий в прошлом на планетах;
- поиск молекул бора в космосе может стать новым маркером химических условий, благоприятных для предбиотических реакций в молодом Солнечном и других звёздных системах.
Бор и будущее исследований
Учёные подчёркивают, что роль бора в происхождении жизни — тема активных исследований, и текущие данные пока не дают окончательных ответов. Тем не менее:
- сама факт существования бора в космосе и на планетах подтверждён и документирован;
- его химические свойства делают его интересным объектом для изучения в контексте предбиотической химии и происхождения биологических молекул;
- будущие наблюдения могут помочь выяснить, как этот элемент переносится и концентрируется в средах, потенциально пригодных для жизни.
Итог
Бор — лёгкий и редкий элемент, который хотя и не входит в традиционный перечень «элементов жизни», может играть непропорционально важную роль в химии, предшествующей появлению жизни. Его обнаружение в древних марсианских осадочных породах и потенциальная способность способствовать стабилизации РНК-предшественников делает бор объектом повышенного интереса в астробиологии и планетной химии.
Источники:
Статья создана по материалам UniverseToday.com
