Ūdens. Tas ir atrodams visur uz Zemes, sākot no polārajiem ledus vāciņiem līdz tvaika geizeriem. Un kur viņi atrod ūdeni, viņi atrod dzīvību gandrīz bez izņēmuma. “Kad mēs šeit uz Zemes atrodam ūdeni - vai tie būtu ledus klāti ezeri, dziļūdens hidrotermiskās atveres, sausie tuksneši - ja ir ūdens, mēs atrodam mikrobus, kuriem izdodas tajā dzīvot,” saka Braiens Glāzers, Briseles Glāzers, okeanogrāfs Havaju Universitāte, Manoa, studē astrobioloģiju.
Tāpēc NASA neparastais moto ārpuszemes dzīves medībās bija "sekot ūdenim".
Nesen NASA zinātnieki paziņoja par atradumu uz Marsa: tumšās straumes, kuras zinātnieki ir redzējuši vasaras mēnešos uz Marsa vairāk nekā desmit gadus, izrādījās par ūdens plūsmu. Kaut arī sāls plūsmas var būt pārāk pārsātinātas ar hlorīda sāļiem, lai uzturētu dzīvību, šajā laikā tās palielina dzīvības iespējamību uz Marsa.
Bet kāpēc tieši ūdens ir tik nozīmīga dzīvības molekula? Vai varētu būt citas sastāvdaļas, kas nodrošina perfektu dzīves recepti uz citām planētām?
Izrādās, ka vairākas ūdens ķīmiskās īpašības padara to neaizstājamu dzīvo lietu laikā. Ūdens ne tikai izšķīst gandrīz visu, bet arī ir viens no nedaudzajiem materiāliem, kas var būt ciets, šķidrs un gāzveida samērā šaurā temperatūras diapazonā.
Pašreizējā dzīve
Gandrīz visu dzīvi uz Zemes izmanto membrāna, kas atdala ķermeni no apkārtējās vides. Lai paliktu dzīvs, ķermenis uzņem svarīgus materiālus enerģijas iegūšanai, filtrējot toksiskas vielas, piemēram, atkritumus. Šajā sakarā ūdens ir nepieciešams, jo zemes temperatūrā tas paliek šķidrs. Plūstot, tas nodrošina efektīvu vielu pārvietošanas veidu no šūnas uz šūnas vidi. Atbrīvot enerģiju no cietām vielām ir daudz grūtāk (kaut arī ir mikrobi, kas ēd iežu), saka Glazers.
Reklāmas video:
Otra vienādojuma daļa - papildus tam, ka ūdens var pārvadāt vielas šūnā un no tās - ir saistīta ar unikālu ķīmisko konfigurāciju. Pazemīgā ūdens molekula sastāv no diviem ūdeņraža atomiem, kas saistīti ar skābekļa atomu.
"To apvienošanas veids padara ūdeni par brīnišķīgu universālu šķīdinātāju," kas ļauj tam izšķīdināt gandrīz jebkuru vielu, saka Glāzers.
Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka molekulā ir polaritāte, ūdeņraža atomi sagrupējas vienā molekulas pusē, veidojot pozitīvu reģionu, bet skābeklis otrā galā veido negatīvu lādiņu. Pozitīvais ūdeņraža gals piesaista negatīvos jonus (vai atomus ar papildu elektronu ārējā apvalkā), savukārt negatīvais gals piesaista pozitīvos jonus (kuriem ir atņemts viens no viņu elektroniem).
Ūdens ievērojamās izšķīdināšanas īpašības padara to par ideālu tādu vielu kā fosfāti vai kalcija joni pārvietošanai šūnā un no tās.
Ūdens fāzes
Vēl viena neparasta ūdens īpašība ir tā, ka tā var būt cieta, šķidra un gāzveida temperatūrā, kas atrodas uz Zemes. Citas molekulas, kuras ir noteiktas par labām dzīvības atbalsta pretendentēm, parasti paliek šķidras tādās temperatūrās vai spiedienos, kas būtu neviesmīlīgi slavenākajām dzīvības formām.
“Ūdens patiesībā ir salda vieta,” saka Glazers.
Fakts, ka ūdens var būt visās trīs fāzēs relatīvi šaurā spiediena diapazonā, rada daudzas iespējas uzplaukt dzīvībai, viņš piebilst.
“Visi trīs uz mūsu planētas pieejamie ūdens apstākļi rada patīkamu dzīvotņu dažādību un mikroklimatu,” saka Glazers. Piemēram, sasalušu ledu var atrast kalnu ledājos, bet ūdens tvaiki palīdz sildīt atmosfēru.
Dzīves ūdens šūpulis
Ūdens var būt vairāk nekā šķidrums, kas dzīvi atvieglo - tas var būt aizsargājošais šūpulis, kas atnesa dzīvības celtniecības blokus uz Zemes, saka Ralfs Kaisers, Havaju universitātes fiziķis un ķīmiķis, kurš pēta astroķīmiju.
Saskaņā ar vienu no teorijām par dzīvības izcelsmi uz Zemes, panspermijas teoriju, ledus komētas ietriecās Zemes virsū, nesot sīkas organiskas molekulas, kas kļuva par dzīvības pamatu. Bet ceļošana pa kosmosu ir smags pārbaudījums, galvenokārt spēcīgā starojuma līmeņa dēļ, kas var iznīcināt delikātās organiskās molekulas.
Tomēr ūdens cietā formā var aizsargāt molekulas no starojuma. "Varbūt tāpēc, ka celtniecības ķieģeļi bija sasaluši ūdenī, tā kļuva par viņu aizsargājošo apvalku."
Aizstājēju meklējumos
Protams, kaut arī ūdens ir būtisks dzīvībai uz mūsu pašu planētas, var būt dzīvības formas, kuras nedzīvo pēc zemes iemītnieku noteikumiem.
Zinātnieki meklē arī citus šķidrumus, kuriem varētu būt līdzīga loma kā universālam šķīdinātājam un transporta videi. Starp labākajiem pretendentiem ietilpst amonjaks un metāns, saka Kriss Makkejs, NASA Ames pētījumu centra Moffett Field, Kalifornijā, astrobiologs. Amonjaks, tāpat kā ūdens, ir Visumā salīdzinoši izplatīta polārā molekula, taču zinātnieki Saules sistēmā vēl nav atraduši lielus ķermeņus ar amonjaku.
Metāns nav polārs, bet tas var izšķīdināt daudzas citas vielas. Tomēr atšķirībā no ūdens metāns kļūst šķidrs tikai ļoti aukstā temperatūrā - pie mīnus 182 grādiem pēc Celsija.
"Mēs zinām, ka Titānam ir lieli šķidrā metāna un etāna ezeri," šis ir viens no Saturna pavadoņiem, saka Makkejs. "Tātad ļoti interesants jautājums ir, vai dzīve var izmantot šķidru metānu vai etānu."
Iļja Khel