Лаборатория в коробке из-под обуви
Найти жизнь на других планетах, если там есть вода, могут помочь аминокислоты. Этот потенциальный строительный материал для жизни можно встретить и в среде, где есть живые организмы, и там, где их нет. Учёные Лаборатории реактивного движения NASA усовершенствовали относительно несложный метод химического анализа, чтобы искать жизнь как на планетах и спутниках в Солнечной системе, так и — когда-нибудь в будущем — на тех экзопланетах, где, как считается, могут быть океаны.
Метод начали применять ещё в 1980-х годах, однако впервые его адаптируют к поиску жизни вне земного шара. Суть его сводится к тому, что под действием электрического поля сложные смеси распадаются на отдельные компоненты. При помощи специальной аппаратуры эти компоненты можно изучить. Исследовательская группа усовершенствовала этот метод, называемый капиллярным электрофорезом. Он позволит одновременно анализировать 17 аминокислот в жидкой среде. «Кроме того, мы теперь можем изучать аминокислоты при очень низкой их концентрации», — добавила руководитель исследовательской группы Джессика Кример.
Для испытания эффективности своей задумки учёные провели анализ аминокислот в воде калифорнийского озера Моно. Этот водоём известен повышенной солёностью и щёлочностью — казалось бы, не самая благоприятная среда обитания. Однако в верхнем слое воды множество одноклеточных водорослей. Благодаря суровым условиям жизни озеро прекрасно подходит для испытания метода, с помощью которого можно исследовать воду с Марса или спутников Сатурна и Юпитера.
Реальное применение метода будет возможно, когда станет доступным изучение образцов инопланетного водяного льда. Сейчас исследователи работают над созданием портативной химической лаборатории размером с коробку для обуви. Это устройство будет способно брать пробы замёрзшей солёной воды, растапливать их, смешивать с нужной для испытания жидкостью и проводить анализ аминокислот.
Молекулярные левши
Собственно, изучаться будет асимметрия этих органических соединений. Дело в том, что молекулы аминокислот, не отличаясь по набору атомов, могут существовать в двух видах — в зависимости от типа асимметрии. Объяснить это можно на примере человеческих рук. Ладонь сама по себе не симметрична. Если разделить её вертикальной линией посередине, части по обе стороны будут отличаться. При этом, если сравнить правую и левую ладонь, при одинаковом строении они будут представлять собой как бы зеркальное отражение друг друга. Примерно то же самое можно наблюдать и у «кирпичиков жизни»: при химическом синтезе получаются как правые, так и левые аминокислоты.
В ходе анализа метеоритов выяснилось, что оба вида одних и тех же аминокислот встречаются там примерно в одинаковом количестве. О живой органике на Земле говорит значительное преобладание левых. Этот признак и намереваются выявить исследователи. Ожидается, что на потенциально обитаемой планете аминокислоты «выберут» один из вариантов — левый, как и на Земле. Но, добавляет Джессика Кример, возможен и другой сценарий:
«Будет очень интересно, если мы вдруг обнаружим, что на каком-либо планетарном теле встречается значительно больше правых аминокислот. Это укажет на то, что жизнь вне Земли могла иметь совсем другой исток, чем на нашей планете».
Атмосфера: позавчера, сегодня, послезавтра
Пока же при оценке потенциальной «жизнеспособности» планет учёные оперируют другими, косвенными признаками. Чтобы решить, может ли на планете существовать жизнь, подобная земной, определяется предположительный общий состав атмосферы, который должен быть похож на земной. Но если этого не наблюдается, всё же нельзя сказать, что условий для жизни нет: ведь и на Земле состав атмосферы заметно менялся.
Стоит отметить, что пока речь идёт в основном не об обнаружении жизни как таковой. Анализируя расположение планеты, её атмосферу и другие показатели, учёные определяют, могут ли на ней быть условия для жизни вообще. Иными словами, могли ли живые организмы обитать там когда-либо, есть ли на ней жизнь сейчас и может ли она появиться в будущем.