По мере того, как в ближайшие годы появятся новые, более мощные телескопы, астрономы смогут наводить их на близлежащие экзопланеты, чтобы определить их состав и искать признаки жизни. Предположим, что в ходе этих исследований мы сталкиваемся с живыми существами на другой планете и не осознаём, что они на самом деле являются жизнью.
Это перспектива, которой астронавты вроде Сары Сигер надеются избежать. Сигер — профессор наук о Земле, физики, аэронавтики и астронавтики в Массачусетском технологическом институте, выходит за рамки «землецентрического» взгляда на жизнь и рассматривает широкий спектр типов среды, в которой может существовать жизнь.
В статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, она с коллегами описывают результаты своих лабораторных исследований, в которых они обнаружили, что некоторые бактерии могут выживать и процветать в атмосфере, где преобладает водород, а не азот и кислород как на Земле. Водород — более лёгкий газ, чем азот или кислород, поэтому атмосферы из него будут куда выше подниматься над поверхностью каменистых планет, и их можно относительно легко наблюдать и изучать с помощью мощных телескопов. Результаты исследований Сигер показывают, что простые формы жизни могут существовать на планетах с газообразным водородом.
«Существуют разные типы обитаемых планет, и мы пришли к выводу, что земная жизнь может выжить в водородной атмосфере». «Нам нужно включать такие планеты в процесс отбора, когда мы думаем о жизни в других мирах и действительно пытаемся ее найти» — говорит Сигер.
Эволюционные условия
Когда Земля формировалась миллиарды лет назад, её атмосфера сильно отличалась от современной. В ней практически не было кислорода, зато в избытке были углекислый газ и метан, а так же было небольшое количество водорода. Водород оставался в атмосфере миллиарды лет, до так называемой кислородной катастрофы, после которой он был связан кислородом. Небольшое количество водорода, которое осталось в атмосфере сегодня, потребляется некоторыми древними родами микроорганизмов, в том числе метаногенами — организмами, которые живут глубоко подо льдом или в почвах пустынь, они захватывают водород, а также углекислый газ и производят метан.
Команда Сигер изучила динамику двух типов бактерий в 100%-ной водородной среде. Организмами, которые они выбрали, были бактерии Escherichia coli (кишечная палочка), простые прокариоты, и дрожжи, более сложные эукариоты, которые ещё не росли в среде с преобладанием водорода. Оба вида являются стандартной моделью, которую учёные давно изучают и хорошо знают. Учёные выращивали культуры дрожжей и кишечной палочки, а затем помещали их в отдельные флаконы, наполненные «бульоном», которым могли питаться микробы, после чего из флаконов удаляли богатый кислородом воздух и заполнили оставшееся «свободное пространство» 100%-ным газообразным водородом. Затем они поместили бутылки в инкубатор, где их постоянно осторожно встряхивали, чтобы способствовать смешиванию бактерий и питательных веществ.
Каждый час в течение 80 часов член команды брал образец из каждого флакона и подсчитывал содержание жизнеспособных бактерий. Результаты показали стремительный рост числа бактерий в начале эксперимента, когда они стремительно размножались, потребляя питательные вещества пока, наконец, количество бактерий не стабилизировалось на одном уровне: новые бактерии продолжали расти, замещая умершие.
Сигер пояснила, что эксперимент не был разработан, чтобы доказать, что могут ли бактерии могут использовать водород в качестве источника энергии, он должен доказать, что 100% газообразный водород не причинит вреда и не убьет никакую форму жизни. Она надеется, что исследование будет способствовать изменениям во взглядах учёных на поисках обитаемых планет и внеземной жизни.
Ставьте палец вверх и подписывайтесь на канал, чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
