Содержание
Способов поиска жизни изобретено много. Её можно увидеть и по наличию в атмосфере определённых газов, и по необычному спектру отражаемого планетами света. Однако практически все эти методы ориентированы на поиск воды. По той простой причине, что мы не знаем ни одного вида живых существ, который мог бы выжить без неё. Вода для нас настолько важна, что наука по умолчанию считает обитаемой ту зону вокруг звезды, в которой она может существовать в жидком состоянии. Однако некоторые исследователи всё же думают, что мы в этом вопросе, если так можно выразиться, слишком “землецентричны”. Химические вещества могут образовывать какие угодно связи, количество этих связей практически бесконечно, и очень даже возможно, что существует жизнь, которая смогла найти какую-то альтернативу воде. Всё это на взгляд традиционалистов от науки звучит диковато, но данный вопрос активно изучается. И в нём даже наметились некоторые подвижки.
Вода – основа жизни
На первый взгляд идея жизни, не использующей воду, и вправду звучит нелепо. Вода – она ведь просто потрясающая, универсальная, идеальная. Взгляните на её структуру. Простейшая молекула, состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Но благодаря особому расположению этих атомов одна сторона молекулы заряжена слегка положительно, а вторая – чуть отрицательно. Это значит, что она полярна. И хотя в природе много других таких же, у воды она всё-таки особенная, так как разница между ее зарядами относительно велика. Именно поэтому H2O является настолько хорошим растворителем. Заряды позволяют воде взаимодействовать с другими веществами и разрушать химические связи между их молекулами или атомами.
Она может делать это с огромным количеством различных соединений. Благодаря этому свойству она является универсальным растворителем. Для жизни такое вещество просто необходимо, так как биологические процессы требуют наличия в ограниченном пространстве множества различных молекул, а растворители позволяют последним смешиваться и взаимодействовать. Но это далеко не единственная роль воды. Развиться жизни на Земле позволили и другие её свойства. Молекулы либо притягиваются водой, либо отталкиваются ею. Но есть и такие вещества, которые одновременно и любят её, и ненавидят. Например, фосфолипиды. В один и тот же момент времени они и тянутся к Н2О, и отстраняются, образуют крошечные пузырьки, которые называются везикулами. Это крошечные «мешочки», где без внешних помех могут происходить крайне интересные реакции. Что, возможно, и позволило появиться жизни как таковой.
В целом, благодаря своей структуре, вода – это великолепная среда, способствующая биохимическим процессам. О других её замечательных качествах, например о том, что её наличие на планете стабилизирует температурный режим, поговорим в другой раз. Но они есть, и также крайне важны. Однако тот факт, что человек и биологическая жизнь на Земле всецело зависят от воды, совершенно не означает, что она должна иметь столь же важное значение везде. Есть другие вещества, которые обладают некоторыми из описанных свойств.
Аммиак
Например, аммиак – один атом азота, связанный с тремя атомами водородами. Это вещество в изобилии встречается в облаках Юпитера, а также обнаружено в плюмах Энцелада, спутника Сатурна. Как и вода, аммиак полярен. Это значит, что он также является неплохим растворителем, в том числе и для веществ, участвующих в биохимических реакциях. Аммиак не может стать прямой заменой воде на нашей планете, но некоторые ученые считают, что другой вид жизни мог бы эволюционировать на его основе. Существуют молекулы, которые одновременно притягиваются к нему и отталкиваются, то есть он может способствовать образованию везикул для химических реакций.
Однако, аммиак не идеален. У него слабее заряды, поэтому химическим реакциям происходить будет труднее. Кроме того, температурный диапазон жидкого состояния воды составляет ровно 100 градусов по Цельсию, а у аммиака при земном давлении – всего 44. Это значительно уменьшает зону обитаемости для тех планет, где могла бы возникнуть подобная жизнь. При более высоком давлении аммиак способен пребывать в жидком состоянии и при более высоких температурах, например, на каком-нибудь газовом гиганте, но в данный момент времени учёные не могут представить себе, каким практическим образом в атмосфере такой планеты может зародиться жизнь.
Углеводороды и другие претенденты
По всем этим причинам учёные также рассматривают такие варианты на роль основы жизни, как метан и этан. Это углеводороды, то есть соединения углерода и водорода. На Земле мы обогреваем ими свои жилища. Однако в других, гораздо более холодных частях Солнечной системы они пребывают в жидком состоянии. Самый известный пример – Титан, спутник Сатурна, на котором в 2004 году межпланетная станция “Кассини-Гюйгенс” обнаружила моря и океаны, состоящие из жидких углеводородов.
Поначалу они могут показаться явно притянутой за уши альтернативой воды, потому что не полярны и не являются эффективными растворителями. Тем не менее, метан и этан способны разложить некоторые жиры, поэтому реакции в их присутствии возможны. Кроме того, есть молекулы, в том числе из тех, что входят в состав ДНК, которые будут в углеводородах более стабильными, чем в воде. И это может облегчить процесс эволюции жизни. Исследователи предполагают, что некое подобие везикул может образовываться на небесных телах вроде Титана, но они, вероятно, имели в виду не фосфолипиды, которых там, естественно, нет. В общем, это опять будет совсем не то, к чему мы привыкли, но теоретическая возможность жизни на основе углеводородов учёными просматривается.
Обсуждаются также и другие альтернативы – от жидкого азота до серной кислоты, и в каждом из случаев виден некий потенциал. Так что, если отвечать на вопрос, сформулированный в заголовке, то, возможно, вода для жизни не обязательна. Но, чтобы убрать все эти “возможно”, придётся совершить немало научных прорывов в области биохимии. Да и саму воду не мешало бы изучить поглубже. Так как существует мнение, что мы видим далеко не все те ниточки и верёвочки, которыми жизнь связана именно с ней. В любом случае, по мере увеличения объёма наших знаний в этой области нам придётся пересматривать свои представления о том, что считать зоной обитаемости для других планет. Это долгий, трудный, но невероятно интересный путь.
