Svi mikrobi će se možda morati odreći membrana ili živjeti ispod zemlje.
Saturnov mjesec Titan ne bi bilo ugodno mjesto za zemaljske mikrobe, čak ni kad idu vanzemaljski svjetovi. Nedostaje mu globalni ocean poput onih na Europi i Enceladusu i ne uživa (relativno) blaga klima Marsa. Ali izgleda nevjerojatno poput Zemlje u jednom pogledu - jezera s naboranim obalama šaraju njegovu površinu.
Ta su jezera ispunjena metanom i etanom, a ne vodom, pa bi se svi stanovnici morali nositi s temperaturama koje dosežu 300 stupnjeva ispod nule Fahrenheita, ali tamo gdje tekućina prska, život bi mogao pronaći put. Točnije, život bi se mogao sam sastaviti iz određenog kemijskog građevnog bloka jedinstveno prilagođenog surovom okruženju Titana, sugeriraju neki istraživači.
“Ljudi su vrlo ozbiljno shvatili ovaj prijedlog. U astrobiologiji nema toliko konkretnih prijedloga,” kaže Martin Rahm, kemičar na Tehnološkom sveučilištu Chalmers u Švedskoj.
Sada, međutim, a nedavna simulacija Rahma i kolege, opisano u
Znanstveni napredak, raspršuje nade da bi takav recept mogao skuhati život ili barem bilo što slično mikrobima koje poznajemo i volimo. Ispostavilo se da bi život na Titanu - u malo vjerojatnom slučaju da postoji - morao biti prilično čudan.Baci bilo koji zemaljski organizam u jedno od Titanovih jezera i to neće biti sretan kamper. Čak i naša najotpornija jednostanična bića na okupu drže membrane napravljene od masnih molekula zvanih lipidi. Lipidi vise zajedno i čine barijeru jer neki dijelovi privlače molekule vode, dok ih drugi dijelovi odbijaju. Ove interakcije s vodom pretvaraju molekule u ravne ploče koje se mogu smotati u spremnike koji sprječavaju otplutanje unutarnjih dijelova stanice. Ali Titanova jezera nemaju vodu s kojom bi mogli komunicirati, a niske temperature bi zamrznule bilo kakav život na Zemlji.
Što ambiciozna proto-stanica treba učiniti? Preskočite lipide i isprobajte drugu molekulu poznatu kao akrilonitril. Tim istraživača s Cornella na čelu s Paulette Clancy, fizikalni kemičar sada na Sveučilištu Johns Hopkins, izračunato u 2015 da bi jedinstvena kemijska svojstva ove molekule omogućila jednoj molekuli da privuče drugu (za razliku od snažne interakcije s okolna tekućina), tvoreći membranu koja, pod uvjetima sličnim Titanu, ostaje jedinstvena i dovoljno mekana da omogući pokret. Dvije godine kasnije, zvjezdarnica ALMA pronađeno izravni dokazi molekula akrilonitrila na Titanu, i to u dovoljnim količinama da teoretski podrže milijune jednostaničnih oblika života.
Rahm je prijedlog Cornellova tima smatrao inspirativnim, posebice njegovo predviđanje oštro kao žilet: Stanice života na Titanu temeljio bi se na ovoj jednoj molekuli, koja bi formirala određeni oblik, kako je navedeno Uvjeti. Astrobiologija (proučavanje teoretskog vanzemaljskog života) rijetko dolazi do dovoljno specifičnih zaključaka da bi se testirali pomoću računalne simulacije. "Nije kao da možete jednostavno izračunati izvanzemaljca", kaže on. Ali ovaj put je bilo drugačije.
Grupa Cornell je dokazala da stanice na bazi akrilonitrila mogu preživjeti na Titanu bez raspadanja, no mogu li se membrane uopće spojiti? Lipidne membrane nastaju spontano u vodi, a njihove kopije na Titanu morale bi učiniti isto u zamrzavanju metana. "Ovo je daleko od očitog", kaže Rahm. Uključuje "kvantno mehaničke izračune i nije nešto u čemu možete samo gledati molekule."
Rahm i njegova kolegica Hilda Sandström napravili su računalni program za simulaciju plutanja Molekule akrilonitrila djelovale bi pri sudaru s molekulama metana na 298 stupnjeva ispod nule Fahrenheit. Kad su to proveli, otkrili su da su molekule organizirane u kruti kristal poput leda ili kuhinjske soli, a ne u ravnu i fleksibilnu ploču potrebnu za omotavanje stanice. Bilo kakav život na Titanu, zaključili su, ne može imati meku ljusku kakvu imaju Zemljine stanice.
Jonathan Lunine, član tima Cornella koji je prvi predložio egzotične membrane, pohvalio je rad kao "izvrstan", ali je rekao da još uvijek ima prostora za pomicanje za originalnu ideju. Proračun Rahma i Sandströma pretpostavio je, na primjer, čisto metansko okruženje, ali Titanova jezera sadrže etan i druge značajke koje bi mogle natjerati molekule u mekani sloj. Lunine također sugerira da kad bi se život ukorijenio na drugi način, mogao bi razviti alate za aktivnu proizvodnju membrana kao što naše stanice proizvode proteine.
Rahm ističe i druge načine na koje bi život mogao proći, iako naglašava da su takve ideje krajnje spekulativne i malo vjerojatne. Prije svega, Titan vjerojatno krije podzemni ocean tekuće vode u kojem bi stanice na bazi lipida poput Zemlje bile sasvim dobre.
Što se tiče površine, on nagađa da bi se žive molekule mogle u potpunosti odreći membrana, oslanjajući se na Titanovo uglavnom smrznuto okruženje da ih drži na okupu. Takve bi molekule mogle doživjeti svoj život zalijepljene za stijenu, čekajući da hranjive tvari plutaju svojim putem prirodnim putem. Postoje "sezonske promjene, vjetar, povlačenje obala", kaže Rahm. "Postoji kretanje na površini."
Rasprava za sada ostaje čisto teoretska. Ali kada NASA pošalje dron Dragonfly da istraži Titan 2030-ih, možda će kemičari i zemlja pripremiti popis želja točno koje vrste molekula tražiti.
