Mikrobinis kuro elementas gali aptikti gyvybę be anglies, sako fizikai

Jei gyvybė egzistuoja kitose Saulės sistemos planetose ar palydovuose, kokį eksperimentą turėtume siųsti, kad ją aptiktume?

Pasirodo, tai sudėtinga problema. Aštuntajame dešimtmetyje NASA zondai „Viking“ atliko tris eksperimentus į Marsą, kurie buvo specialiai sukurti gyvybei ieškoti. Visų nuostabai, šie eksperimentai davė teigiamų rezultatų.

Tačiau šventės netrukus apkarto, nes mokslininkai nusprendė atmesti rezultatus, motyvuodami tuo, kad juos lėmė ne gyvybė, o stipri oksiduojanti Marse aplinka. Rezultatas buvo klaidingas teigiamas (nors ne visi su tuo sutinka).

Nuo tada joks zondas neatliko eksperimento gyvybei aptikti. Vietoj to pagrindinis dėmesys buvo skiriamas įrodymų rinkimui apie sąlygas, kuriomis gali klestėti mikrobų gyvenimas.

Šiandien Ximena Abrevaya ir draugai iš Buenos Airių universiteto Argentinoje siūlo šios problemos sprendimą. Jie sako, kad mikrobinis kuro elementas gali aptikti gyvybę visiškai nepriklausomai nuo jo cheminės sudėties. Vienintelė prielaida yra ta, kad nagrinėjama gyvybės forma turi paimti cheminę energiją iš aplinkos ir panaudoti ją gyvybės procesams valdyti, kitaip tariant, ji turi metabolizuotis.

Abrevaya ir bendradarbiai išbandė būtent tokį kuro elementą, kuris, jų teigimu, gali atlikti šį darbą. Jų įtaisas susideda iš anodo ir katodo, atskirto membrana, pro kurią gali praeiti protonai. anodas yra įdėtas į tiriamą terpę, pavyzdžiui, Marso dirvožemį.

Idėja yra ta, kad medžiagų apykaitos procesai, kad ir kur jie būtų išsivystę, turi priklausyti nuo redokso reakcijų, kurios generuoja elektronus ir protonus. Kuro elemente esantis anodas užfiksuoja elektronus, susidariusius šio proceso metu, o protonai praeina per membraną ir užbaigia grandinę. Taigi tekančios srovės kiekis yra tiesioginis esamos gyvybės rodiklis.

Argentinos komanda išbandė prietaisą, lygindama rezultatus, gautus iš gyvybės turinčio dirvožemio su tuo pačiu dirvožemiu, kai jis buvo sterilizuotas. Ir jie tai padarė su būtybėmis, atstovaujančiomis archėjus, bakterijas ir eukariją, tris gyvybės sritis.

Ypatingą susidomėjimą kelia jų išbandyta archea – Natrialba magadii – mikroorganizmas, išskirtas iš Kenijos Magadii ežero, išgyvenantis itin didelio druskingumo sąlygomis, pavyzdžiui, Marse ir kitose vietose.

Komanda teigia, kad rezultatai buvo teigiami. Jie teigia, kad galios ir srovės tankis buvo daug didesnis, kai anodas buvo įdėtas į dirvožemio mėginius, kuriuose yra gyvybės, palyginti su mėginiais, kurie buvo sterilizuoti.

Dėl to mikrobų kuro ląstelės yra įdomi kandidatė į egzolife eksperimentus. Marso nusileidimo aparatas, turintis mikrobinį kuro elementą, tiesiog paimtų du dirvožemio mėginius, vieną iš jų sterilizuotų kaitinant ir abu išbandytų.

Puiku yra tai, kad gyvybė net nebūtinai turi būti pagrįsta anglimi. Priešingai nei vikingų eksperimentuose, mūsų metodika nereikalauja, kad egzistuotų anglies pagrindu sukurta gyvybė, sako argentiniečiai

Tačiau Argentinos komanda šiame dokumente neaptaria sąlygų, kurios gali duoti klaidingų teigiamų rezultatų. Gali būti, kad kitaip sterilaus dirvožemio mėginio kaitinimas gali pakeisti jo chemiją taip, kad sumažėtų per kuro elementą tekanti galia. Tik kaip pašalinti tokį klaidingą teigiamą rezultatą, reikės daugiau padirbėti.

Tuo tarpu turbūt geriausias būdas rasti įrodymų apie mikrobų gyvybę kitose planetose yra ištirti atmosferos sudėtį, kaip septintajame dešimtmetyje nurodė Jamesas Lovelockas. Jo idėja yra ta, kad per šimtus milijonų metų bet koks mikroorganizmas pakeis savo planetos atmosferą.

Tai turėtų sukurti atmosferą su išskirtiniu cheminiu parašu, kuris gerokai neatitinka įprastų termodinaminių lūkesčių. Tai tikrai tiesa Žemėje: mūsų atmosferoje esantis deguonis ir metanas yra tikras gyvybės, kuri jį sukūrė, ženklas.

Lovelockas teigė, kad vos pamatęs pirmąsias chemines Marso atmosferos analizes, kurios parodė, kad joje yra 95 % anglies dioksido, jis žinojo, kad jo negalėjo sukurti gyvybė.

O tai reiškia, kad geriausia vieta išbandyti mikrobų kuro elementų egzolife eksperimentą yra visiškai kitur. Titanas, kas nors?

Nuoroda: arxiv.org/abs/1006.1585 : Mikrobų kuro elementai, naudojami metaboliniu būdu aptikti nežemišką gyvybę

paslėpti