Жизнь, какой мы ее не знаем

Ученые смоделировали жизнь, способную существовать в жидком метане на спутнике Сатурна.
В криогенных условиях Титана вода сохраняется лишь в виде твердого льда, свободного кислорода нет вовсе, а реки наполняют жидкие углеводороды — прежде всего, метан. Однако по-своему этот мир похож на наш, и, как на Земле, в нем, теоретически, возможна жизнь, пускай и совсем иная. Мембраны — основу любой клетки любого организма — на Титане может образовывать ядовитый акрилонитрил.
Среди главных компонентов всего живого стоит назвать способный к дупликации и изменчивости геном; метаболизм, позволяющий поддерживать постоянство собственного состава и структур; а также полупроницаемую мембрану, которая делает возможными все биохимические и биоэнергетические процессы.
В основе своей мембраны всех живых организмов образованы двумя слоями фосфолипидов. Эти молекулы обладают заряженными, полярными головками, которые во внешнем слое ориентируются наружу, а во внутреннем — внутрь клетки, взаимодействуя с полярным же растворителем, водой. При этом длинные, незаряженные и гидрофобные хвосты фосфолипидов образуют внутреннюю прослойку, плохо проницаемую для растворенных в воде веществ.
Фосфолипидный бислой и формирует ту полупрониуцаемую границу, которая отделяет клетку от окружающей среды: по одну сторону развивается жизнь, а по другую — «все остальное». Но это у нас на Земле, в комфортных температурных условиях, при изобилии воды и солнечного света. На странном собрате нашей планеты — Титане, одном из крупных спутников Сатурна — все обстоит одновременно и так, и совершенно иначе.
Солнечного света Титан получает недостаточно, и львиную долю энергии для местной жизни может поставлять разве что разогрев его недр, возникающий под действием приливных сил в гравитационном поле близкого Сатурна. Свободного кислорода там нет, а средняя температура колеблется около −180 °C. При таких условиях вода неспособна существовать в жидком виде, покрывая Титан обширными льдистыми скалами.
Зато жидкими становятся многие соединения, которые мы привыкли воспринимать в качестве газов — прежде всего, метан и этан. Здесь они текут реками, впадают в обширные озера, откуда испаряются, образуя облака и снова проливаясь дождями. Углеводороды же с более длинноцепочечными молекулами откладываются на Титане обширными дюнами. Все это одновременно очень похоже на Землю — и совсем на нее непохоже.
Примерно так же может выглядеть и местная жизнь: если она существует в этом ледяном и нефтяном мире, она должна следовать тем же базовым принципам, но использовать совершенно иные биохимические и биоэнергетические механизмы. Даже «клеточные мембраны» из фосфолипидов здесь не будут столь же полезными, как на Земле. Эту границу между живым и неживым на Титане должны формировать другие соединения.
Полетт Клэнси (Paulette Clancy) и ее коллеги из Корнелльского университета воспользовались методами молекулярной динамики, смоделировав поведение ряда соединений в условиях холодного и жидкого метана и проверив стабильность образуемых ими мембранных пузырьков. Оптимальным кандидатом на роль основы мембран для жизни на Титане оказался акрилонитрил, соединение, которое в земных условиях взрывоопасно, пожароопасно и высокотоксично.
Однако в условиях Титана (или аналогичных планет в других частях необозримого космоса) именно оно может оказаться основой жизни. Во всяком случае, в атмосфере спутника оно действительно присутствует, а оказавшись в жидком метане, спонтанно формирует «пузырьки». Такие пузырьки — липосомы — образуют в воде и фосфолипиды, поэтому по аналогии с ними акрилонитриловые получили название азотосом.
Легко понять, с каким нетерпением авторы этой работы ждут возможности проверить существование азотосом в «метаноемах» Титана, поблизости которого продолжает работу американский космический зонд Cassini. А тем временем они намерены продолжить исследования и изучить поведение этих «пузырьков» и метаболизм, возможный в условиях крайне низких температур, без воды и кислорода — на одном лишь жидком метане.

Источник rusplt.ru