В середине XX века выдающийся астробиолог Карл Саган выдвинул гипотезу о возможности существования микробной жизни на Юпитере, самой крупной планете Солнечной системы. Основываясь на данных о наличии аммиака в атмосфере газового гиганта, Саган предположил, что этот химический элемент может служить альтернативным растворителем для биохимических процессов, аналогичным воде на Земле. В соавторстве с Эдвином Солпитером он разработал комплексную модель, описывающую различные экосистемы, которые могли бы существовать на Юпитере.
Согласно этой модели, потенциальные формы жизни на Юпитере могли бы быть распределены следующим образом:
- В верхних слоях атмосферы, подверженных интенсивному ультрафиолетовому излучению, могли бы обитать фотосинтезирующие микроорганизмы, использующие аммиак в качестве растворителя.
- На более низких высотах, где температура и давление позволяют существование жидкой фазы, могли бы развиваться крупные организмы, питающиеся органическими соединениями, синтезируемыми ими самими или добываемыми из окружающей среды.
- В экстремальных условиях горячих зон, где температура достигает нескольких тысяч градусов Цельсия, могли бы существовать термофильные формы жизни, адаптированные к таким экстремальным условиям.
- В облаках, состоящих из водяного пара, могли бы обитать простейшие микроорганизмы, использующие воду в качестве растворителя и источника водорода.
Саган и Солпитер также предложили три гипотетических типа организмов, которые могли бы населять юпитерианские экосистемы:
- Микроскопические формы жизни, способные к быстрому размножению и выживанию в условиях сильных ветров и экстремальных температур.
- Гигантские плавающие организмы, обитающие в верхних слоях атмосферы и использующие аммиак в качестве растворителя для биохимических процессов.
- Хищные формы жизни, охотящиеся на гигантские микроорганизмы.
Иосиф Шкловский, выдающийся астрофизик и пионер исследований в области SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence), поддержал идею о возможности существования органических соединений в атмосфере Юпитера. Однако он также отметил, что высокая радиационная нагрузка на планете делает существование известных нам форм жизни крайне маловероятным.
В 2021 году были получены данные, свидетельствующие о наличии активных водяных облаков в атмосфере Юпитера, что расширило перспективы для существования микробной жизни. Вода в этих облаках может существовать в жидкой фазе в диапазоне температур от -10 до +40 градусов Цельсия, что создает условия, аналогичные земным, где микроорганизмы могут существовать при наличии питательных веществ.
На сегодняшний день мы не имеем точного представления о том, как могут выглядеть инопланетные формы жизни и какие метаболические пути они могут использовать. Традиционно считается, что жизнь основана на углеродных соединениях и воде, однако на Земле существуют экстремофильные организмы, демонстрирующие удивительную адаптивность к экстремальным условиям.
Например, микроорганизм Desulforudis audaxviator способен выживать на глубине 2,8 километра под землей, в условиях полного отсутствия света, кислорода и углекислого газа. Этот микроб использует сероводород, образующийся в результате радиоактивного распада урана, в качестве источника энергии. Экстремофилы, подобные Desulforudis audaxviator, демонстрируют, что жизнь может существовать в самых неожиданных и суровых условиях.
Грибы также демонстрируют удивительную адаптивность к экстремальным условиям. Например, гриб Cladosporium sphaerospermum способен расти за счет энергии гамма-излучения, что позволяет ему выживать в условиях, где другие организмы погибли бы. Этот процесс, известный как радиационная биоминерализация, представляет собой уникальный пример использования энергии ионизирующего излучения для биохимических процессов.
АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ.
Существует множество гипотез о возможных альтернативных формах жизни, основанных на различных химических элементах и условиях.
КРЕМНИЕВАЯ ЖИЗНЬ.
Идея о жизни на кремниевой основе. Кремний, как и углерод, обладает способностью образовывать сложные органические соединения, что делает его потенциальным кандидатом на роль основы для биохимических процессов в экстремальных условиях, где вода может быть недоступна.
ЖИЗНЬ НА ОСНОВЕ АММИАКА.
Жизнь на основе аммиака представляет интерес для астробиологов. Аммиак хорошо растворяет органические соединения и может служить альтернативным растворителем, что делает его перспективным для существования в условиях холодных планет и спутников.
ЖИЗНЬ В ЖИДКОМ МЕТАНЕ.
Еще одной интересной гипотезой является возможность существования жизни в жидком метане. Титан, крупнейший спутник Сатурна, обладает атмосферой, состоящей в основном из азота и метана, и температура на его поверхности позволяет существование жидкого метана. Гипотеза предполагает, что организмы, обитающие на Титане, могли бы использовать водород, ацетилен и этан в качестве источников энергии и выделять метан в качестве побочного продукта метаболизма.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ ЖИЗНЬ.
В последние годы активно развивается область синтетической биологии, направленная на создание биологических систем с использованием искусственных нуклеотидов, имитирующих ДНК и РНК. Эти синтетические системы обладают способностью к воспроизведению и хранению информации, что открывает новые перспективы для создания искусственных форм жизни с заданными свойствами.
ПЛАЗМЕННАЯ И ПЫЛЕВАЯ ЖИЗНЬ.
Еще одной интересной гипотезой является возможность существования жизни на основе плазменных и пылевых структур. Плазма, обладающая высокой электропроводностью и способностью к самоорганизации, может образовывать сложные структуры, напоминающие ДНК. Пылевые частицы также могут образовывать сложные структуры, которые могут служить основой для биологических процессов. Однако на сегодняшний день нет убедительных доказательств существования жизни на основе этих материалов.
ДРУГИЕ ГИПОТЕЗЫ.
Нанотехнолог Роберт Фрейтас-младший предложил гипотезу о возможности существования жизни на основе ядерных взаимодействий, что могло бы поддерживать существование организмов на нейтронных звездах. Однако эта гипотеза требует дальнейшего изучения и подтверждения.
В заключение можно сказать, что Вселенная может быть гораздо разнообразнее, чем мы предполагаем. Уникальные формы жизни могут существовать в самых неожиданных местах, и наши знания о возможных формах жизни постоянно расширяются благодаря новым открытиям и исследованиям.
Источники:
1. Правдой.Ру, статья "Жизнь может иметь не только белково-углеродную природу" (2015).
#Юпитер# формы жизни#гипотетические формы жизни#внеземная жизнь#научно‑популярное#