Биологи обычно определяют «жизнь» как сущность, которая размножается, реагирует на окружающую среду, метаболизирует химические вещества, потребляет энергию и растет. Согласно этой модели, "жизнь" - это двоичное состояние; что-то либо живо, либо нет.
Это определение достаточно хорошо работает на планете Земля, при этом вирусы являются одним из заметных исключений. Но если жизнь находится в другом месте вселенной, она может быть сделана не из того же, что и мы. Это может не выглядеть, двигаться или общаться, как мы. Как же тогда мы отождествим это как жизнь?
Астробиолог Университета штата Аризона Сара Уокер и химик Университета Глазго Ли Кронин думают, что нашли способ.
Они утверждают, что один только шанс не может последовательно производить очень сложные молекулы, обнаруженные у всех живых существ.
Чтобы производить миллиарды копий сложных объектов, таких как белки, человеческие руки или iPhone, Вселенной нужна "память" и способ создания и воспроизведения сложной информации - процесс, который очень похож на "жизнь".
"Электрон может быть создан в любой точке вселенной и не имеет истории", - сказал Уокер New Scientist.
"Вы также фундаментальный объект, но с большой исторической зависимостью. Возможно, вы захотите процитировать свой возраст, считая до момента вашего рождения, но некоторые из вас на миллиарды лет старше.
"С этой точки зрения мы должны думать о себе как о линиях распространения информации, которая временно оказывается агрегированной в индивидууме".
"Теория сборки" Уокера и Кронина предсказывает, что молекулы, создаваемые биологическими процессами, должны быть более сложными, чем молекулы, создаваемые небиологическими процессами.
Чтобы проверить это прогноз, их команда проанализировала ряд органических и неорганических соединений со всего мира и космического пространства, включая бактерии E. coli, дрожжи, мочу, морскую воду, метеориты, наркотики, домашнее пиво и шотландский виски.
Они разбили соединения на куски и использовали масс-спектрометрию для идентификации своих молекулярных строительных блоков.
Они рассчитали наименьшее количество шагов, необходимых для повторной сборки каждого соединения из этих блоков, которое они назвали "индексом молекулярной сборки".
Единственные соединения с 15 или более этапами сборки были получены от живых систем или технологических процессов.
"Это может быть клетка, которая строит высокосборные молекулы, такие как белки, или химик, который делает молекулы с еще более высокой стоимостью сборки, такие как противораковый препарат Taxol", - объясняют Уокер и Кронин.
Хотя некоторые соединения из живых систем имели менее 15 этапов сборки, никакие неорганические соединения не превышали этот порог.
"Наша система ... позволяет нам агностично искать во Вселенной доказательства того, что делает жизнь, а не пытаться определить, что такое жизнь", - написали Уокер, Кронин и другие в статье Nature Communications 2021 года.
Красота индекса сборки заключается в том, что он не требует, чтобы инопланетяне были сделаны из тех же углеродных органических материалов, что и существа, которые живут на Земле.
Индекс сборки также равнодушен к тому, начинает ли только появляться инопланетная жизнь или перешла в технологическую стадию, выходящей за рамки нашего понимания. Все эти состояния производят сложные молекулы, которые не могли бы произойти без живой системы.
Команда Уокера и Кронина в настоящее время применяет идею индекса сборки 15 к будущим миссиям НАСА.
В середине 2030-х годов стрекоза НАСА будет летать через густую атмосферу Титана из азота и метана, перемещаясь с одного места на другое.
Спутник Сатурна Титан - единственное место в Солнечной системе, кроме Земли, где есть стоячие тела жидкости.На его поверхности есть жидкие углеводородные озера, и он должен содержать жидкую воду под землей.
Роботизированный вертолет просверлит ледяную поверхность на каждом месте посадки и извлечет образец размером не 1 грамм. Этот образец будет взорван бортовым лазером, который разобьет более крупные молекулы, чтобы можно было проанализировать химический состав породы.
"Это хороший пример преимущества более общего подхода к тому, что такое жизнь, потому что Титан сильно отличается от Земли", - говорит Уокер.
"Мы не ожидаем, что что-то вроде земной жизни будет развиваться или жить в этой среде, поэтому, если мы хотим узнать, находится ли жизнь на Титане, нам нужна агностический метод.
"В настоящее время моя группа работает над определением того, как мы можем обнаружить молекулы с высоким уровнем сборки. Мы работаем с НАСА, чтобы убедиться, что их существующие приборы для масс-спектрометрии имеют достаточно высокое разрешение для обнаружения молекул с высокой сборкой".
