Названы новые перспективы астробиологии
Недавнее исследование ставит под сомнение общепринятое представление о том, что планеты необходимы для существования жизни во внеземном пространстве. Исследователи Робин Вордсворт и Чарльз Кокелл предлагают новую перспективу: жизнь может развиваться в самоподдерживающихся экосистемах независимо от планетарных условий.
Традиционно считается, что для жизни требуются планетарные условия: жидкая вода, комфортные температуры и защита от вредного излучения. Однако исследователи утверждают, что биологически спроектированные структуры могут соответствовать этим требованиям. Теперь задается вопрос о том, как такие экосистемы могут функционировать и создавать условия для своего существования вдали от планет.
Авторы анализа подчеркивают, что биологически спроектированные барьеры могут имитировать планетарные эфемерные условия, обеспечивая свет для фотосинтеза, защищая от ультрафиолетового излучения и задерживая летучие вещества. Это создало бы пригодные для жизни условия на астрономических расстояниях от 1 до 5 астрономических единиц в Солнечной системе.
На Земле жизнь существует благодаря сложной системе взаимодействий, включающей солнечную энергию, доступные элементы и вулканическую активность. Эти факторы поддерживают окислительно-восстановительные градиенты, необходимые для метаболизма.
Исследование также затрагивает аспекты, связанные с условиями на лунах планет во внешней Солнечной системе, такими как ледяные океаны, которые могут иметь условия, необходимые для жизни, но в таких средах может отсутствовать круговорот питательных веществ.
Вордсворт и Кокелл указывают на существование других возможных экосистем, которые могли бы развивать свои собственные структуры и поддерживать условия, подобные земным. Например, цианобактерии могут существовать при давлении около 10 кПа, поэтому экосистемы, состоящие из живых организмов, могли бы создавать условия, аналогичные необходимым для жизни.
Авторы также обсуждают важность тройной точки воды, которая указывает на условия, при которых вода может существовать в виде жидкости. При правильном давлении и температуре вода, безусловно, могла бы поддерживаться даже в непланетных условиях.
Проблема в том, как такие системы могут поддерживать термодинамическое равновесие и какие организмы могут эволюционировать, чтобы строить такие структуры. Природные виды, такие как морские водоросли и некоторые муравьи, уже демонстрируют способность жить в экстремальных условиях, увеличивая отражательную способность своих тел и сохраняя тепло.
«Более автономная среда обитания могла бы выращивать свой собственный материал для стенок, подобно тому, как растительные клетки восстанавливают свои собственные стенки в микрометровом масштабе», — объясняют они.
Также важно учитывать, что потребление ресурсов и переработка имеют жизненно важное значение для устойчивости любой экосистемы. На Земле системы переработки отходов, включая органы, способные расщеплять стабильные вещества, играют ключевую роль в обеспечении необходимого оборота веществ.
Авторы задаются вопросом, может ли жизнь, эволюционирующая в другом месте, создавать уникальные биомассы, способные к самовосстановлению. Они подчеркивают, что такая жизнь могла бы выжить в условиях, похожих на земные, но с другими механизмами адаптации.
В рамках своего исследования Вордсворт и Кокелл бросают вызов научному сообществу, чтобы оно переосмыслило наши представления о пригодных для жизни мирах. Они поднимают вопрос о том, могут ли такие экосистемы быть независимыми от планетарных условий, открывая новые возможности в поиске жизни за пределами Земли.
«Жизнь на Земле пока не достигла этого, хотя она, безусловно, адаптировалась к все более широкому диапазону условий окружающей среды с течением времени», — заключают они. «Изучение вероятности различных путей эволюции жизни в альтернативных планетарных граничных условиях станет интересной темой для будущих исследований.»