• Наталья

Первые бактерии могли появиться в плотных межзвездных облаках


Молекулярное облако Персея. В скоплении звезд IC348 в этом облаке ученые нашли пребиотические молекулы с углеродом в составе / © NASA, JPL-Caltech / Автор: Александр Литвинов

Молекулярные облака — области с достаточно высокой плотностью вещества, чтобы там могли образовываться молекулы: в первую очередь водорода и монооксида углерода. И это именно те соединения, которые используют для жизни метаногены.

На Земле эти одноклеточные обитают в основном в бескислородных условиях и в процессе жизнедеятельности производят метан. Как показали эксперименты, они могут пережить самые экстремальные условия — даже жить в симуляции марсианских условий, а теоретически — на спутниках и малых ледяных телах Солнечной системы. Поэтому ученые рассматривают метаногены как потенциальные реализаторы сценария панспермии.

Китайский астроном Леи Фенг (Lei Feng) предложил пойти дальше и рассматривать возможность возникновения жизни еще в молекулярном облаке, из которого потом образовалась Солнечная система.

Обычная температура таких облаков — от 10 до 20 кельвинов. В «теплых» облаках — 20-60 кельвинов, а в некоторых достигает и 100 кельвинов. В своей работе Леи Фенг взял диапазон от 10 до 100 кельвинов и рассчитал потенциальное изменение внутренней энергии молекулярного облака (свободной энергии Гиббса) при образовании метана, воды и уксусной кислоты из водорода, ацетилена и углекислого газа.

Минимальное количество свободной энергии, необходимое для выживания метаногенов на Земле, — 42 килоджоуля на моль. В плотном молекулярном облаке, по расчетам астронома, свободной энергии должно быть от 60 до 370 килоджоулей на моль. То есть ее должно быть достаточно.

Свободная энергия, которая выделяется при синтезе соединений. График из статьи / © Lei Feng, arXiv

Как отметил автор, углекислый газ в условиях молекулярного облака существует в твердой форме. Метаногенная и ацетогенная жизнь может крепиться к этим крупинкам, чтобы использовать их энергию и углерод. Тогда жизнедеятельность одноклеточных должна влиять на распределение молекул углерода в молекулярном облаке. И по этим признакам мы сможем проверить гипотезу ученого.

Что касается панспермии, метаногенные бактерии — подходящие кандидаты. В исследовании, опубликованном в 2016 году в Nature Microbiology, ученые изучили 6,1 миллиона кодирующих белки генов из геномов современных прокариотов. Исследователи пришли к выводу, что первая жизнь на планете напоминала метаногены и анаэробные бактерии класса Clostridia.

Конечно, научная работа в этой области продолжается. Тем не менее первичная атмосфера Земли должна была понравиться «облачным одноклеточным». В ней было много монооксида углерода и углекислого газа.

Получается, если такая форма жизни существовала в первичном молекулярном облаке, она могла «расселиться» по всей Солнечной системе. Возможно, потомки этих метаногенных бактерий выжили на Европе и Титане — спутниках Юпитера и Сатурна соответственно. Посмотрим, какие результаты принесут научные миссии на эти тела.

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest