Вода. На Земле она встречается повсюду - от ледяных полярных шапок до гейзеров. И везде, где бы ни текла вода на нашей планете, вы обязательно найдете жизнь.
"Когда мы находим воду здесь, на Земле - будь то покрытые льдом озера, будь то глубоководные гидротермальные источники, будь то засушливые пустыни, - если есть вода, мы находим микробов, которые нашли способ приспособится к жизни там", - Брайан Глейзер, океанограф Гавайского университета.
Девиз НАСА - в поисках внеземной жизни следуй за водой.
Но почему вода так важна для жизни? И могут ли быть другие ингредиенты, которые обеспечат идеальный рецепт жизни на других планетах?
Оказывается, что несколько химических свойств воды делают ее незаменимой для живых существ. Вода не только может растворить почти все, что угодно. Она является одним из немногих материалов, которые могут существовать в твердом, жидком и газообразном состоянии в пределах относительно узкого диапазона температур.
Вся жизнь на Земле использует мембрану, которая отделяет организм от окружающей его среды. Чтобы остаться в живых, организм употребляет важные вещества для получения энергии, а также токсичные вещества и отходы.
В этом отношении вода необходима просто потому, что она является жидкостью при температурах, подобных земной. Текущая вода обеспечивает эффективный способ переноса веществ из самой клетки в окружающую среду клетки. А вот выработка энергии из твердого тела является более жесткой перспективой.
То, что вода может переносить вещества в клетку и из нее, связано с ее уникальной химической конфигурацией.
Молекула воды состоит из двух атомов водорода, связанных атомом кислорода. То, как они связаны друг с другом, делает воду прекрасным универсальным растворителем, что означает то, что почти каждое вещество может раствориться в воде.
Это потому, что молекула воды имеет полярность, то есть атомы водорода связываются с одной стороны молекулы, создавая положительную область, в то время, как область кислорода имеет отрицательный заряд. Положительная область водорода привлекает отрицательные ионы (атомы с дополнительным электроном во внешней оболочке), а отрицательная область заманивает положительные ионы, у которых один из электронов "отключен".
Вода с ее удивительными свойствами растворителя, является идеальной средой для передачи веществ, таких как фосфаты или ионы кальция, в клетку и из нее.
Другой особенностью воды является то, что она может быть твердой, жидкой, и газообразной в диапазоне температур, которые есть на Земле. Другие молекулы, которые были идентифицированы как хорошие кандидаты для поддержания жизни, как правило, являются жидкими при температурах и давлении, которые были бы неприветливы для большинства известных форм жизни.
Тот факт, что вода может находится во всех трех состояниях в относительно узком диапазоне давления, создает множество возможностей для процветания жизни. Все три состояния воды, доступные на нашей планете, создают это разнообразие мест обитания и микроклиматов. Например, замороженный лед можно найти в ледниках, которые прорезают горы, а водяной пар помогает согреть атмосферу.
Водяная колыбель жизни
Вода не только жидкость для жизненно важных процессов - она могла быть защитной колыбелью, несущей строительные блоки на Землю.
Одна из теорий о зарождении жизни на Земле, называемая панспермия, утверждает, что ледяные кометы врезались в Землю, а несли они на себе крошечные органические молекулы, которые сформировали предшественников жизни. Но путешествие через космос крайне суровое занятие с диким уровнем радиации, которая обычно ухудшает эти тонкие молекулы. Однако в твердой форме вода могла бы обеспечить способ защиты этих молекул от радиации. Поскольку строительные блоки заморожены в воде, вокруг них есть защитная мантия, которая помогла в доставке на планету.
Ученые также рассматривают другие жидкости, которые могут играть аналогичную роль в качестве универсального растворителя и транспорта вещества. Некоторые из главных претендентов - аммиак и метан. Аммиак, как и вода, является полярной молекулой, которая относительно многочисленна во Вселенной. Но ученые пока не нашли никаких крупных тел аммиака нигде в Солнечной системе.
Метан не является полярным, но он может растворять многие другие вещества. Однако, в отличии от воды, метан становится жидким только при очень холодных температурах - минус 182 градусов по Цельсию.
На Титане, спутнике Сатурна, который обильно изучается последнее время, есть большие озера жидкого метана и этана. Таким образом существует большой вопрос - может ли жизнь использовать жидкий метан.
👍 👍 👍