Органика на Титане

Исследователи НАСА

подтвердили наличие в атмосфере Титана акрилонитрила (винилового цианида). Это вещество является органическим соединением, позволяющим обеспечить функционирования клеточных мембран микроорганизмов в огромных метановых океанах Титана. Если это действительно так, то можно говорить о том,что жизнь может процветать и без вездесущего H 2 O.

Клеточные мембраны микробов Земли состоят из фосфолипидов – молекулярных цепей с фосфористыми кислородными основаниями и “хвостами” из углеродных цепочек, которые связываются друг с другом в воде и  образуют гибкую мембрану. Жизнь на основе метана, если она существует, нуждается в альтернативе существующей на основе фосфолипидов жизни на Земле. Обнаружение такой альтернативы значительно расширит круг планет и спутников, на которых возможно существование внеземной жизни. Одной из таких возможных альтернатив является виниловый цианид.

Впервые ученые предположили присутствие винилового цианида на Титане при обработке данных, полученных от масс-спектрометра космического аппарата  “Кассини”, а так же от Большого миллиметрового/субмиллиметрового телескопа Атакама (ALMA) в пустыне Чили, который использовали чтобы подтвердить, что винил цианид действительно на спутнике Сатурна есть.

Доктор Морин Палмер,

исследователь из Центра космических полетов им. Годдарда, НАСА, расположенного в Гринбелте, штат Мэриленд, являющаяся ведущим автором статей,которые посвящены исследованиям в области научных достижений, проанализировала архивные данные от ALMA и обнаружила виниловый цианид в атмосфере Титана на высотах более 200 километров, с самыми высокими концентрациями вещества в районах, расположенных над южным полюсом спутника Сатурна.

При низких температурах, характерных для Титана, достигающих -179 градусов по Цельсию, органические молекулы в атмосфере образуют капельки, которые опускаются на поверхность, чтобы наполнить метановые озера. Этот погодный цикл подобен циклу круговорота воды на Земле. В этих озерах потенциально могут возникнуть простейшие микроскопические формы жизни. Группа Палмер провела исследования с использованием компьютерного моделирования, которые показали, что в Море Лигейя, крупнейшем озере Титана, имеется достаточное количество винилового цианида, чтобы образовать около 10 миллионов живых клеток на кубический сантиметр, что примерно в 10 раз больше, чем содержится бактерий в прибрежных зонах океанов Земли.

Еще предстоит доказать, что виниловый цианид может поддерживать жизнь. Однако более раннее исследование ученых из Корнеллского университета, которое также было опубликовано в Science Advances, дало этой гипотезе определенные перспективы.. Исследователи из Корнелла, возглавляемые профессором химической и биологической инженерии Паулетт Клэнси, решили выяснить, могут ли молекулы, существующие на Титане, образовывать клеточные мембраны –  азотосомы, именно так называются мембраны клеток, которые могут образовываться в условиях жидкого метана на Титане.

Фосфор и кислород,

обнаруженные в мембранах земных клеток, отсутствуют в холодных метановых океанах Титана, поэтому любые клеточные мембраны должны быть основаны на азоте, водороде и углероде. Все из этих элементов которых очень распространены на  Титане. Моделирование различных сочетаний молекул, содержащих эти элементы, показало, что виниловый цианид представляет собой молекулу, которая, скорее всего, образует в условиях Титана стабильную и гибкую мембрану, которая подобна по свойствам мембран существующим на Земле.  

Тем не менее, жизнь на основе винилцианида, как и любая другая, столкнется с на Титане с другими трудностями.Тем не менее, Палмер утверждает, что «если мембраны могут быть произведены в лаборатории при симуляции океанских условий Титана, это делает нас более оптимистичными по отношению к тому, что они действительно смогут сформироваться и на Титане».

Самое северное гигантское озеро Титана, Ligeia Mare, содержит достаточно винилового цианида для образования клеточных мембран плотностью до десяти миллионов клеток на кубический сантиметр. Автор: NASA / JPL-Caltech / ASI / Cornell.

Палмер также отмечает, что из-за своей богатой атмосферной химии и существания поверхностной жидкости Титан является «интересной химической лабораторией для изучения границ возможной биохимии при возникновении жизни».

Клэнси говорит, что лабораторные результаты Палмер стали «захватывающей проверкой нашего предсказания, поскольку они показывают, что концентрация винилового цианида на Титане достаточно высока, для того, чтобы произошла “самосборка”  азотосомоподобных везикул жизнеспособным процессом».

Она так же добавляет: «Это исследование также показывает перспективы методов молекулярного моделирования для их использования при исследованиях самых перспективных кандидатов на существование пребиотической жизни в условиях, которые трудно воссоздать в лаборатории».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: