В Солнечной системе существуют миры с океанами под твердой поверхностью. С момента открытия таких объектов ученые задаются вопросом: могла ли там возникнуть жизнь? Авторы новой работы моделировали выживание простейших на Титане, спутнике Сатурна.
Титан — крупнейший из спутников Сатурна. Записи с миссии «Кассини» демонстрируют на его поверхности углеводородные озера, а под поверхностью, вероятно, скрывается огромный океан. Отличительной чертой Титана среди других спутников с скрытыми океанами (Энцелада, Ганимеда и Европы) является наличие плотной атмосферы.
Фотохимические реакции в атмосфере Титана создают органические соединения, включая сложные структуры. Эти молекулы оседают на поверхность и в озера, образуя рельеф, насыщенный органикой. Под «пылью» органики залегает кора — предположительно смесь водяного льда и гидрата метана толщиной 100 километров. Ниже этой коры находится жидкий океан.
Условия на поверхности Титана неблагоприятны для жизни, но если органические вещества с поверхности попадают в океан, то возможно возникновение жизни в его жидкой толще. Для существования простейших форм жизни необходимо два фактора: элементы для синтеза биомолекул и энергия от окислительно-восстановительных реакций.
Ученые провели несколько исследований, моделируя условия для жизни на Энцеладе, спутнике Сатурна. С помощью биоэнергетических моделей оценили, какая популяция одноклеточных организмов сможет выжить при заданном количестве элементов и энергии. Авторы новой научной работы, опубликованной в журнале The Planetary Science Journal, адаптировали метод под условия Титана.
Ферментация может стать ключом к жизни на Титане. Реакции окисления-восстановления нуждаются во внешнем «получателе» электронов. При аэробном дыхании им служит кислород, при анаэробном — нитраты. Ферментация не требует внешнего «получателя»; электроны передаются продуктам ферментации, таким как водород и ацетаты. Попавшая в океан с поверхности органика может стать источником энергии и углерода.
Исследователи сосредоточились на ферментации глицина (аминоэтановой кислоты) из-за его широкого распространения на Земле, а также способности организмов, способных к ферментированию глицина и подобных соединений, выживать в экстремальных условиях.
Глицин встречается повсеместно в первичном веществе Солнечной системы. Встречается глицин или его исходные компоненты почти везде: в астероидах, кометах, облаках частиц и газа, из которых образовываются звезды и планеты. объяснил Антонин Аффхолдер, один из авторов исследования из Аризонского университета.
Исследования показывают, что падающие на Титан метеориты могут растопить кору, создавая небольшие «озера». Жидкость вместе с поверхностной органикой, например глицином, может просачиваться в скрытый океан по трещинам. Новое моделирование показывает, что такого «снабжения» недостаточно.
На поверхности Титана достаточно глицины для обеспечения жизнедеятельности населения численностью в 10… 14 — 1017 В каждой капельке океанической воды содержится несколько миллиграммов организмов, что эквивалентно нескольким килограммам «жизни» при учёте углерода, как установили авторы новой статьи.
Океан Титана, вероятно, непригоден для глицин-ферментирующих микроорганизмов из-за недостатка падающих метеоритов. Возможно, эти существа обитают в колониях на нижней стороне коры, где больше доступных элементов. Существование может быть основано не на глицине, а на других соединениях. больше узнать об органике на Титане.