Новое понимание ученых о возможности существования жизни на Титане
Москва, 10:23, 02 Мар 2020, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Жизнь на Титане не может полагаться на клеточные мембраны.
Луна Сатурна Титан отличается богатой атмосферной химией и динамической морфологией поверхности, что обусловлено сезонными осадками и циклическим перемещением преимущественно метана и этана.
Жидкости на Титане — это не вода, а море метана и этана, а температура поверхности около -180 градусов. Липидные мембраны, типичные для жизни на Земле, не могут работать в таких условиях.
Это заставило специалистов, ищущих признаки жизни на Титане, задуматься об элективных типах клеточных мембран, которые могли бы выдержать эти пределы. Одна такая выборная структура, рекомендованная группой из Корнельского университета, называется «азотосома».
Возможность использования азотосом набирает обороты в области астробиологии, и в вычислительном отношении было продемонстрировано, что такие структуры выдержат условия на Титане. Предполагалось, что азотосома будет образована из органического соединения акрилонитрила, который позднее был подтвержден на Титане.
Используя передовые квантово-механические вычисления, ученые сравнили энергию предлагаемой азотосомной мембраны, вставленной в метан, с энергией молекулярной кристаллической формы акрилонитрила — его молекулярного льда. Они обнаружили, что каждый строительный блок, добавленный к азотосоме, в целом увеличивал свою жизнеспособность, делая его формирование менее вероятным термодинамически.
Впоследствии они приходят к выводу, что, хотя азотосомы могут выживать на Титане, они не будут самостоятельно собираться в таких условиях. Вместо этого акрилонитрил будет превращаться в его молекулярный лед.
Мартин Рам, доцент кафедры химии и химической инженерии, сказал: «Титан — это захватывающее место для проверки нашего понимания предбиотической химии — химии, которая предшествует жизни. Какие химические или, возможно, биологические структуры могут образовываться при достаточном времени в таких разных условиях? Предложение азотосом было захватывающим предложением альтернативы клеточным мембранам, как мы их понимаем».
«Но наша новая исследовательская работа показывает, что, к сожалению, хотя структура действительно могла терпеть крайности Титана, она не сформировалась бы в первую очередь».
«В этой работе мы надеемся внести свой вклад в продолжающееся обсуждение пределов химии и биологии в экстремальных условиях окружающей среды. Хотя мы показали, что акрилонитрил не является жизнеспособным строительным блоком для работоспособных клеточных мембран на Титане, мы теперь лучше понимаем ограничения окружающей среды для клеточных мембран. Титан — это очень стимулирующая и уникальная среда с множеством оставшихся без ответа вопросов и возможностей, которые предстоит изучить».
Эта работа также является значительным шагом вперед в демонстрации потенциала вычислительной астробиологии, которая дает возможность оценить перед экспериментами или отбором проб, является ли конкретная структура или процесс биосигнатурой, маркером потенциальной биологии.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
