Astrobiolodzy proponują poszukiwanie oznak życia na planetach najbliższych Ziemi i ich satelitach. Na Wenus i Marsie, Europie i Enceladusie znajdują się nisze ekologiczne odpowiednie do bytowania mikroorganizmów. Rozmawiamy o tym, gdzie w Układzie Słonecznym jest najbardziej prawdopodobne spotkanie z obcymi stworzeniami.
Atmosfera Wenus
Przestrzeń na wysokości 51-65 kilometrów od powierzchni Wenus może nadawać się do zamieszkania - twierdzą brytyjscy naukowcy. Okazało się, że tam temperatura waha się od minus 20 do plus 65 stopni Celsjusza. Atmosfera składa się z pary wodnej silnie nasyconej aerozolem kwasu siarkowego. W takich warunkach przetrwają bakterie ekstremofilne, które żywią się siarką. Na przykład archaean Picrophilus, który żyje w gorących solankach wyspy Hokkaido.
Na Ziemi ekstremofile zajmują miejsca najbardziej martwe - gorące podziemne źródła, zbiorniki beztlenowe, wieczna zmarzlina. Niektóre drobnoustroje przystosowały się do żerowania na substancjach nieorganicznych, przyswajając je za pomocą energii słonecznej. Sinice przeżywają w temperaturach do 70 stopni - przy wyższych wartościach chlorofil w ich komórkach ulega zniszczeniu.
Słabe pole magnetyczne nie chroni Wenus przed strumieniem wysokoenergetycznych cząstek promieniowania galaktycznego. Rozbłyski słoneczne są tam bardziej niebezpieczne niż na Ziemi, której orbita jest dalej. Z drugiej strony, atmosfera „planety szkarłatnych chmur” jest kilkakrotnie gęstsza od ziemskiej i lepiej zatrzymuje promieniowanie. Jednak naukowcy uważają, że nadal nie ma szans na przetrwanie na powierzchni Wenus.
Ciekłe oceany i biosfera mogły znajdować się na wczesnej Wenus, ale wynikający z tego efekt cieplarniany zmienił ją w suchą, sterylną pustynię. Jest mało prawdopodobne, aby życie przetrwało pod powierzchnią planety, w ziemi. Jedyne miejsce, w którym może świecić, to chmury wysoko w atmosferze. Na przykład bakterie Mesophilic Deinococcus radiodurans przeżywają nawet po wystawieniu na działanie dziesięciu kilogramów promieniowania. A hipertermofilne archeony Thermococcus gammatolerans rozmnażają się przy 88 stopniach i wytrzymują dawkę promieniowania wynoszącą trzy kilogramy.
Archaea Nanopusillus acidilobi żyje w bardzo kwaśnych gorących źródłach parku Yellowstone (USA) / Zdjęcie: Wurch et al. / Nature Communications 2016.
Film promocyjny:
Podziemny ocean Marsa
Wielu naukowców uważa, że Mars i Ziemia trzy do czterech miliardów lat temu były podobne i równie bogate w wodę. Amerykański geolog Timothy Parker dostrzegł na zdjęciach Wikingów strefę kontaktu lądu i morza wokół Północnych Pustkowi (Vastitas Borealis) - rozległej niziny na biegunie północnym planety.
Sądząc po zachowanej rzeźbie, ocean marsjański był bagnistą niziną okresowo uzupełnianą wilgocią. Szacuje się, że mogło się tam zgromadzić około 2,3x107 kilometrów sześciennych wody. Jedna trzecia wyparowała, jedna trzecia poszła do powstania polarnej czapy lodowej, a trzecia mogła zostać zachowana jako warstwa lodu pod ziemią.
W przeciwieństwie do Ziemi wczesny Mars miał zimny klimat. Jednak Czerwona Planeta może być kolebką życia, uważają naukowcy z NASA. Odkrycie w kraterze Gale osadów podobnych do tych, które tworzą się w gejzerach, bardzo zainspirowało zwolenników hipotezy panspermii, zgodnie z którą komety przyniosły życie na Ziemi.
Wysychanie oceanów i jezior nie oznacza zaniku życia. Wiadomo, że niektóre jego formy są zdolne do usuwania wilgoci z atmosfery lub gleby. Ponadto Mars miał warunki odpowiednie do życia pięć milionów lat temu. Orbita planety została wówczas przechylona pod kątem 45 stopni, co oznacza, że bieguny otrzymały dwukrotnie więcej ciepła słonecznego niż obecnie. Mniej więcej takie same jak regiony polarne Ziemi.
Czapy polarne Marsa nie topią się teraz, ale pięć milionów lat temu przypominały dzisiejszą Antarktydę. Najbliższym analogiem południowego bieguna Marsa są suche zamarznięte skały alpejskiej Doliny Uniwersyteckiej na południu kontynentu. Są podobne do tych znalezionych przez statek kosmiczny Phoenix na Czerwonej Planecie.
Mikroorganizmy znaleziono w wiecznej zmarzlinie Doliny Uniwersyteckiej, która nie topi się nawet latem. Naukowcy wyizolowali fragmenty DNA z kilku szczepów bakterii, archeonów i niższych grzybów. Wszyscy spoczywali lub umarli. W laboratorium obudzono do życia kilka gatunków.
Grzyby z rzędu Chaetothyriales, znalezione na skałach Doliny Uniwersyteckiej. Zdjęcie: CDC / Sherry Brinkman.
Lodowaty ocean krążący wokół Saturna
Szósty co do wielkości księżyc Saturna, Enceladus, pokryty jest 40 kilometrami lodu. W 2011 roku sonda Cassini zarejestrowała uwolnienie wody, chlorku sodu, amoniaku i dwutlenku węgla na południowym biegunie Enceladus. To skłoniło naukowców do spekulacji, że pod lodem ukryty jest słony ocean. Oznacza to, że satelita ma wewnętrzne źródła ciepła. Według obliczeń temperatura wody w oceanie może wynosić 26 stopni Celsjusza, chociaż na powierzchni - minus 170.
Ciepły, słony ocean to odpowiednie miejsce do życia. Lodowa skorupa chroni przed promieniowaniem kosmicznym. To prawda, że nie przepuszcza światła słonecznego, ale nie jest to krytyczne, ponieważ wiele grup drobnoustrojów żyje w całkowitej ciemności. Na przykład organotrofy to bakterie, które istnieją w wyniku rozkładu materii organicznej lub chemotrofy, które wykorzystują energię reakcji redoks.
Warunki panujące na Enceladusie są zbliżone do warunków w jeziorach subglacjalnych Antarktydy. Za najdokładniejszy analog uważa się reliktowe jezioro Wostok pod czterokilometrową warstwą lodu. Jednak nie znaleziono w nim jeszcze żywych organizmów.
Ale Lake Untersee jest zachęcające. Znajdujący się nad nim lodowiec nigdy nie topi się i przepuszcza tylko pięć procent światła. Mimo to stwierdzono tam wysoką zawartość mikrobiologicznego metanu, a na dnie stwierdzono silne maty bakteryjne i stromatolity.
Kolonie Cyanobacterium Trichodesmium thiebautii zabarwiają wody tropikalne na czerwono. Ale czerwone pasy znaleziono wzdłuż uskoków na lodowatym księżycu Jowisza - Europa / Zdjęcie: FWC Fish and Wildlife Research Institute.
Tatiana Pichugina