Холодно, нет атмосферы, но есть жесткое излучение? Отлично, здесь может быть жизнь
Эта бактерия существует без кислорода и света в шахте на глубине в 2,8 километра
Большинство ученых уверены в том, что искать жизнь нужно на землеподобных планетах, которые находятся на орбитах у похожих на Солнце звезд. Именно такие экзопланеты вызывают максимальный интерес у разных специалистов. Многие ученые считают, что потенциально обитаемая планета есть в системе Альфа Центавра, куда уже планируются экспедиции (пока что автоматические).
Но есть и те, кто считает, что внеземная жизнь может зародиться вне привычных нам условий. Возможно, они правы, поскольку даже на Земле есть организмы, которым абсолютно не нужны солнечные лучи или кислород. Это бактерии, которые живут очень глубоко в земной коре, и «питаются» продуктами радиолиза.
«Этот вид бактерии живет в золотодобывающей шахте в Южной Африки. Глубина шахты составляет несколько километров, и энергию бактерия получает благодаря радиоактивным соединениям. Это нечто совсем новое, и мы изменили наши представления о том, какими могут быть источники энергии», — говорит Димитра Атри, исследователь из чилийского института космических наук Blue Marble Space Institute of Science.
Результаты своих исследований ученые опубликовали в журнале Royal Society Interface. В работе, в частности, указано, что бактерия процветает в смертельных для других живых существ условиях. Причем эти условия очень похожи на те, которые могут существовать на других планетах и их спутниках: почти нет атмосферы, присутствует жесткое излучение.
Бактерия Candidatus Desulforudis audaxviator была открыта еще в 2008 году на глубине в 2,8 км в золотодобывающей шахте одного из регионов Южной Африки. Здесь ученые смогли обнаружить уникальную экосистему, сформировавшуюся в очень необычных для Земли условиях. Бактерия, являющаяся частью экосистемы, единственный пример радиолиза в живой природе. Обычно под этим термином понимают разложение химических соединений под действием ионизирующих излучений. При радиолизе могут образовываться как свободные радикалы, так и отдельные нейтральные молекулы. Радиолиз в рассматриваемом контексте следует отличать от фотолиза, формально приводящего к тем же результатам для менее прочных химических связей, например, для случаев фоторазложения бинарных молекул хлора под действием ультрафиолета или разложения либо полимеризации фоторезиста при засветке.
Пример радиолиза воды (источник: Wikipedia)
Подавляющее большинство живых организмов на Земле зависит в той либо иной степени от энергии Солнца (фотосинтез и продукты фотосинтеза, растения и животных, питающихся растениями). Но Candidatus Desulforudis audaxviator получает энергию, поставляемую процессом распада урана и его соединений.
«Для радиолиза нужно две вещи: химическое соединение, простое или сложное, и источник радиоактивного излучения, который способствует распаду молекул соединения», — говорят ученые. Бактерия Candidatus Desulforudis audaxviator использует продукты распада некоторых соединений для пополнения запасов энергии. Это анаэробная бактерия, кислород ее просто убьет. Вода, в которой обнаружили бактерию, находилась в одном из резервуаров внутри толщи горной породы шахты около 3 млн лет. Другими словами, Candidatus Desulforudis audaxviator и ее предки не видели солнечного света миллионы лет. Она умеет извлекать углерод из разложенного излучением углекислого газа и получать азот, входящий в состав местных горных пород. При неблагоприятных для себя условиях бактерия формирует эндоспоры и ждет, пока проблема не исчезнет.
Ученые считают, что бактерии в космосе могут поступать аналогичным образом, используя жесткое космическое излучение в качестве источника питательных веществ для себя. Такое излучение может проникать на значительную глубину планеты, спутника планеты или другого объекта. Если земная бактерия может вести такой образ жизни, почему же внеземные существа на это неспособны? В своей работе ученые показали, что это теоретически возможно. Для этого необходимы такие условия условия: тонкая атмосфера, следы воды и некоторых химических компонентов в грунте.
Вполне вероятно, что человек сможет обнаружить живых существ, использующих радиолиз, на разных объектах в Солнечной системе, включая, возможно, астероиды. А в дальнем космосе, как считают авторы исследования, жизнь стоит искать не только на планетах, которые вращаются вокруг своих звезд в «зоне обитаемости», а на гораздо большем числе экзопланет, включая те из них, что не имеют атмосферы и где царят очень низкие температуры. Существа, использующие для жизни радиолиз, могут быть даже на объектах, поблизости которых вообще нет звезд.
«Обычно, когда мы говорим о жизни в других местах, мы подразумеваем жизнь, существующую в условиях, подобным нашим», — говорит Атри. «Но это совершенно иной источник энергии. Наша атмосфера защищает нас от космического излучения. Радиолиз возможен на планетах, которые не имеют такой атмосферы. Это, в общем говоря, условия, противоположные тем, что мы обычно ищем».
Атри планирует провести эксперимент для проверки своей гипотезы. Он хочет убедиться, что бактерии из Южной Африки способны существовать в условиях бомбардировки жестким излучением высокоэнергетическими частицами. Такие условия можно воссоздать только на ускорителе частиц. А поскольку их на Земле очень немного, то ждать своей очереди для проведения эксперимента придется несколько лет.
