"Оазисы жизни" в Солнечной системе, и с чем их едят
Автор: Алена КорфЯ считаю, что жизнь возникает везде, где есть хоть малейшая лазейка для неё. Жизнь это не нечто "сакральное", а всего лишь "углеродная грязь, которой испачкана Вселенная".
В Солнечной системе есть несколько потенциально обитаемых миров. Проведем небольшую экскурсию по ним.
МАРС
Когда-то, миллиарды лет назад, Марс был полон водой, обладал плотной атмосферой, содержавшей кислород, и имел комфортную температуру (благодаря парниковому эффекту).
Жизнь в таких условиях просто не могла не существовать.
Кислородная катастрофа, то есть окисление пород и накопление в атмосфере свободного кислорода, на Марсе случилась значительно раньше чем на Земле и "проскочила" за каких-то 200 миллионов лет (у нас процесс окисления занял около 2 миллиардов лет). Поэтому развитая жизнь на Марсе могла возникнуть значительно раньше, чем на Земле, поскольку свободный кислород в атмосфере, необходимый для того, что бы обеспечить энергией для многоклеточности, накопился куда быстрее. Марс мог обладать развитой многоклеточной жизнью, уже миллиарды лет назад, когда Землю населяли в лучшем случае лишь бактериальные маты.
Однако масса Марса на порядок меньше земной, поэтому ядро быстро остыло, "планетарное динамо" отключилось, магнитное поле исчезло. В условиях отсутствия магнитного поля, солнечный ветер сдул атмосферу. Температура упала, океаны замёрзли. Жизнь вымерла .
Могли ли её остатки сохранится до сих пор? В принципе - да. Какие нибудь литосферные микроорганизмы-экстремофилы. Об этом косвенно свидетельствуют аномальные повышения уровня метана. Но, разумеется, никакой сложной жизни сохраниться не могло.
ЕВРОПА
Этот крупный спутник Юпитера обладает глубоким подлёдным океаном и тектоникой, обеспеченной приливным разогревом ядра планетки и радиоактивным распадом изотопов.
В "черных курильщиках" на дне европианского океана вполне могла возникнуть жизнь, очевидно с важной ролью серы в биохимии. Но есть одна проблема. На Европе по очевидным причинам невозможен фотосинтез. А энергии хемосинтеза не хватит для многоклеточности. Так что ничего сложнее хемосинтезирующих микроорганизмов там быть не может.
Биосфера Европы, видимо, представлена оазисами примитивной бактериальной жизни вокруг "чёрных курильщиков" в холодной пустыне океанического дна.
Впрочем, в океане Европы может оказаться растворено достаточное количество кислорода. Лед Европы под воздействием космического излучения может выделять большое количество кислорода, который проникает в океан. Благодаря этому процессу океан Европы может быть более насыщен кислородом, чем океаны Земли.
В таком случае, формы жизни Европы могут оказаться более развитыми, чем просто микроорганизмы, поскольку кислород дает достаточно энергии для сложной жизни.
ТИТАН
Вот это интересное место.
Метаново-этановые моря, плотная азотная атмосфера, огромное количество разнообразной органики.
Моделирование привело к предположению, что на Титане существует достаточно органических веществ для начала химической эволюции, подобной той, которая произошла на Земле и которая породила жизнь.
Жизнь тут вполне возможна. Только вместо воды - жидкий метан. Метаногеновые криоорганизмы вполне могут обитать в морях Титана.
Такие существа использовали бы H2 вместо O2, реагировали с ацетиленом вместо глюкозы и производили бы метан, а не углекислый газ.
На Титане отмечен переизбыток молекулярного водорода в верхних слоях атмосферы, что приводит к нисходящим потокам. Рядом с поверхностью водород, исчезает из-за его потребления метаногенными формами жизни. Так же у поверхности Титана не имеется ацетилена, что согласуется с гипотезой, что ацетилен, как и водород, тоже потребляется метаногенами.
В конце июня 2021 года подтвердилась информация о том, что на Титане присутствует винилацианид. Он служит аналогом земных фосфолипидов, формирующих клеточные мембраны, без которых жизнь была бы невозможна.
Так что жизнь там, скорее всего, есть.
Но какая? Насколько сложная?
Проблем с фотосинтезом и энергией для многоклеточности быть не должно.
Из-за удалённости Титана от Солнца (10 а.е.) и плотной дымки в атмосфере, максимальная освещённость на его поверхности не превышает 0.1% земной. Тем не менее, эти условия более чем подходят для фотосинтеза, который в земных условиях продолжается даже при уменьшении солнечного потока в 10✓6 раз по сравнению с солнечным полднем. Таким образом, фотосинтез на поверхности Титана вполне возможен.
Количество энергии, получаемой поверхностью Титана от Солнца на порядки превосходит ту, что можно получить в результате химических реакций. Поэтому биосфере Титана было бы наиболее эффективно потреблять солнечную энергию напрямую.
Тем не менее, на Титане очень холодно, а вечный холод приведет к очень медленному обмену веществ, а сами клетки, будут иметь чрезвычайно большие размеры. Подобные организмы должны быть долгожителями, поскольку старение при таких условиях должно происходить куда медленнее, чем у земных обитателей, следовательно, скорость эволюции будет заметно снижена.
Как далеко успела зайти эволюция? Трудно сказать. Возможно, жизнь там достигла примитивных многоклеточных форм.
На Титане могут существовать лишь простейшие экосистемы, без первичных продуцентов и хищников.
Мне представляется нечто вроде гигантских слезневиков, дышащих водородом и всасывающих через клеточные мембраны сыплющююся на них "манну небесную" (ацетилен).
Аналогом ДНК у организмов Титана могут быть электропроводящие полимеры — полипиррол или полианилин. Они состоят из углерода, азота и водорода и могут осуществлять переход между стабильными окислительно-восстановительными состояниями, что может стать основой кодирования наследственной информации.
На Титане аналогами белков могут служить углеводородные цепи, структуры на основе ароматических соединений, углеродные наноструктуры (включая графен) и различные типы фуллеренов. Добавление к этим соединениям азота может заметно увеличить их разнообразие.
О жизни на Титане рекомендую вот эту статью, откуда и взята большая часть информации.
ЭНЦЕЛАД
Эта маленькая луна Сатурна напоминает Европу в миниатюре, обладая океаном под ледяным щитом.
По данным с зонда «Кассини», в недрах Энцелада находится углеводородный «суп», жидкая вода и источник тепла, то есть все ключевые ингредиенты для возникновения примитивных форм жизни.
Важную роль в местной биохимии должен играть фосфор.
На Энецеладе те же проблемы с фотосинтезом, что и на Европе, а значит ничего сложнее микроорганизмов-хемосинтетиков там не стоит ожидать.