NASA виявило можливість утворення клітинних структур на Титані

Дослідження NASA показало, що клітиноподібні відділення, які називаються везикулами, можуть утворюватися природним шляхом у озерах супутника Сатурна Титана. Це відкриття може кардинально змінити наше розуміння можливостей зародження життя в Сонячній системі.

Титан є єдиним світом окрім Землі, про який відомо, що на його поверхні є рідина. Однак озера та моря Титана заповнені не водою, а рідкими вуглеводнями, такими як етан та метан. На Землі рідка вода вважається необхідною для зародження життя у тому вигляді, в якому ми його знаємо. Багато астробіологів цікавилися питанням, чи можуть рідини Титана також забезпечити середовище для утворення молекул, необхідних для життя.

Нове дослідження NASA, опубліковане в International Journal of Astrobiology, описує процес, за яким стабільні везикули можуть утворюватися на Титані, базуючись на сучасних знаннях про атмосферу та хімію супутника. Утворення таких відділень є важливим кроком у створенні попередників живих клітин або протоклітин.

Процес включає молекули, які називаються амфіфілами, що можуть самоорганізовуватися у везикули за відповідних умов. На Землі ці полярні молекули мають дві частини: гідрофобний кінець, який уникає води, та гідрофільний кінець, який притягується до води. Коли вони знаходяться у воді, групи цих молекул можуть збиратися разом та утворювати кулеподібні сфери, схожі на мильні бульбашки, де гідрофільна частина молекули спрямована назовні для взаємодії з водою, тим самим захищаючи гідрофобну частину всередині сфери. За відповідних умов можуть утворюватися два шари, створюючи клітиноподібну кулю з двошаровою мембраною, яка інкапсулює кишеню води всередині.

Однак при розгляді утворення везикул на Титані дослідники мусили врахувати середовище, яке кардинально відрізняється від раннього періоду Землі.

Титан є найбільшим супутником Сатурна та другим за величиною в нашій Сонячній системі. Титан також є єдиним супутником у нашій Сонячній системі зі значною атмосферою. Туманна золотиста атмосфера Титана тримала супутник у таємниці протягом більшої частини людської історії. Однак коли космічний апарат NASA Cassini прибув до Сатурна у 2004 році, наші уявлення про Титан змінилися назавжди.

Завдяки Cassini ми тепер знаємо, що Титан має складний метеорологічний цикл, який активно впливає на поверхню сьогодні. Більша частина атмосфери Титана складається з азоту, але також присутня значна кількість метану. Цей метан утворює хмари та дощ, який падає на поверхню, спричиняючи ерозію та утворення річкових каналів, заповнюючи озера та моря. Ця рідина потім випаровується під сонячним світлом, знову утворюючи хмари.

Ця атмосферна активність також дозволяє відбуватися складній хімії. Енергія від Сонця розщеплює молекули, такі як метан, а фрагменти потім перетворюються на складні органічні молекули. Багато астробіологів вважають, що ця хімія може навчити нас того, як молекули, необхідні для зародження життя, утворювалися та еволюціонували на ранній Землі.

Нове дослідження розглядало, як везикули можуть утворюватися в умовах замерзання вуглеводневих озер та морів Титана, зосереджуючись на краплях морських бризок, які викидаються вгору від бризок дощових крапель. На Титані як краплі бризок, так і поверхня моря можуть бути покриті шарами амфіфілів. Якщо крапля потім потрапляє на поверхню ставка, два шари амфіфілів зустрічаються, утворюючи двошарову везикулу, яка охоплює оригінальну краплю. З часом багато таких везикул розповсюджувалися б по всьому ставку та взаємодіяли б і конкурували в еволюційному процесі, який міг би призвести до примітивних протоклітин.

Якщо запропонований шлях відбувається, це збільшило б наше розуміння умов, за яких життя може утворюватися. Конор Ніксон з Центру космічних польотів Годдарда NASA пояснює: «Існування будь-яких везикул на Титані продемонструвало б збільшення порядку та складності, які є умовами, необхідними для зародження життя. Ми в захваті від цих нових ідей, оскільки вони можуть відкрити нові напрямки в дослідженнях Титана та можуть змінити те, як ми шукаємо життя на Титані в майбутньому.»

Перша місія NASA до Титана — це майбутній ротокрафт Dragonfly, який досліджуватиме поверхню супутника Сатурна. Хоча озера та моря Титана не є пунктом призначення для Dragonfly, місія буде літати від місця до місця, щоб вивчити склад поверхні супутника, провести атмосферні та геофізичні вимірювання та охарактеризувати придатність середовища Титана для життя.