Океан Титана вполне может быть живым, но лишь для «горстки» микробов? Ученые объясняют суровые лимиты
Представьте себе мир, окутанный плотной оранжевой дымкой. Мир, где реки и озера наполнены не водой, а жидким метаном и этаном. Где вместо камней — ледяные глыбы, а дюны сложены из темной органической «сажи». Звучит как декорации к фантастическому фильму? А вот и нет, это Титан — самый крупный спутник Сатурна, настоящая жемчужина нашей Солнечной системы. И знаете, что самое интригующее? Ученые давно задаются вопросом: а может ли в этом странном, холодном мире существовать жизнь?
Ведь, на первый взгляд, условия там, мягко говоря, не самые гостеприимные для земных форм жизни. Но у Титана есть козырь в рукаве — он буквально напичкан органическими молекулами, теми самыми «кирпичиками», из которых, как мы знаем, строится жизнь здесь, на Земле. Эта органическая щедрость долгое время подпитывала надежды: раз есть стройматериалы, может, найдется и «строитель»?
Когда много — не значит хорошо
И вот тут-то международная команда исследователей, включая ученых из Аризонского и Гарвардского университетов, решила копнуть глубже. Они сказали себе: «Постойте, а так ли все просто?». Ведь одно дело — иметь кучу органики на поверхности, под ледяным панцирем, и совсем другое — чтобы эта органика стала пищей для кого-то в гипотетическом подледном океане Титана.
Океан этот, по оценкам, может достигать глубины в сотни километров! Огромный объем воды, скрытый под многокилометровой толщей льда. Связь между этим океаном и поверхностью, где скопилась вся вкусная органика, — штука довольно хитрая и, похоже, не слишком активная. Так что идея «завались еды для всех» оказалась, честно говоря, несколько оптимистичной.
Возвращение к истокам: Старая добрая ферментация?
Ученые решили пойти по самому реалистичному пути. Они не стали выдумывать экзотические формы метаболизма, а взяли за основу один из древнейших и простейших биологических процессов — ферментацию. Да-да, ту самую, благодаря которой у нас есть хлеб на закваске и пиво (и из-за которой иногда портятся забытые в холодильнике продукты).
В чем прелесть ферментации для Титана? Ей не нужен кислород! А кислорода в предполагаемом океане Титана, скорее всего, днем с огнем не сыщешь. Ферментации нужны лишь органические молекулы. Похожий процесс, возможно, был одним из первых на заре жизни на Земле, когда первые микробы питались органикой, оставшейся после формирования планеты.
Так может, и на Титане кто-то тихонько «бродит» в подледном океане?
Глицин — простая молекула, большие надежды?
Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи сосредоточились на глицине. Это самая простая аминокислота, своего рода «буква» в «алфавите» жизни. Почему именно глицин? Да потому что его и его предшественников находят повсюду в космосе: в астероидах, кометах, газопылевых облаках, из которых рождаются звезды и планеты. Логично предположить, что и на Титане его должно быть немало.
И вот тут начинается самое интересное. Моделирование показало: да, глицин может быть пищей для гипотетических титанианских микробов. Но есть одно большое «НО».
Тонкая струйка жизни сквозь ледяную броню
Как глицину (и прочей органике) попасть с поверхности в глубинный океан? Основной механизм, который рассматривают ученые, — это падение метеоритов. Удар плавит лед, образуется временный «бассейн» талой воды, который, будучи плотнее льда, постепенно погружается вниз, унося с собой частички поверхностного материала.
Звучит как рабочий механизм? В теории — да. На практике же расчеты показали, что этот «конвейер» крайне неэффективен. Поступление органики с поверхности в океан настолько скудное, что его хватит лишь на поддержание… ну, очень скромной биосферы.
Вес жизни на Титане: Не больше маленькой собачки
И вот тут цифры становятся по-настоящему отрезвляющими. По оценкам исследователей, общая масса всех гипотетических микробов, которые могли бы существовать в подледном океане Титана, питаясь доставленной с поверхности органикой, составила бы всего… несколько килограммов. Да, вы не ослышались. Весь потенциальный живой мир гигантского океана Титана может весить не больше чихуахуа!
Если пересчитать это на концентрацию, получится и вовсе удручающая картина: в среднем меньше одной микробной клетки на целый литр океанской воды. Представьте себе этот бескрайний, темный океан — и лишь редкие, одинокие искорки жизни, если они там вообще есть.
Что это значит для будущих миссий?
Конечно, такие выводы несколько охлаждают пыл энтузиастов, мечтающих найти на Титане кипучую жизнь. Миссия НАСА Dragonfly, которая отправится к Титану в ближайшие годы, столкнется с невероятно сложной задачей. Искать такие разреженные следы жизни — это даже не иголку в стоге сена искать. Это что-то гораздо более сложное.
Но значит ли это, что надежды нет? Вовсе нет. Во-первых, исследование фокусировалось на конкретном механизме питания (ферментация глицина) и доставки органики (метеоритные удары). Возможно, существуют и другие пути, другие источники энергии, о которых мы пока не догадываемся. Титан — мир сложный и полный сюрпризов.
Во-вторых, даже найти следы такой скудной биосферы было бы открытием поистине космического масштаба! Это доказало бы, что жизнь может возникать и существовать в условиях, radically отличающихся от земных.
Так что Титан по-прежнему манит исследователей своей загадочностью. Да, его богатые органические запасы на поверхности, возможно, не являются прямым билетом к обильной жизни в глубине. Но кто знает, какие еще секреты хранит этот удивительный ледяной мир под своей плотной оранжевой вуалью? Поиски продолжаются.
