Ką bendro turi anglis, žalia nafta ir trumai? Pirmyn. Lauksime.
Atsakymas yra tiofenai - molekulė, kuri daug kur elgiasi kaip benzenas. Žalia nafta, anglis ir triufeliai turi tiofenų. Taip darykite dar keletą medžiagų. „MSL Curiosity“ aptiko tiofenus iš Marso, ir nors tai visiškai neįrodo, kad kadaise Marsas gyveno gyvybę, jo atradimas yra svarbus maršrutas roveriui. Juo labiau, kad triufeliai gyvi, o naftos ir akmens anglys anksčiau buvo savotiški.
NASA svetainės „Curiosity“ citata primena mums, kokia yra roverio misija: „Smalsumas buvo skirtas įvertinti, ar Marsas kada nors turėjo aplinką, palaikančią mažas gyvybės formas, vadinamas mikrobais. Kitaip tariant, jos misija yra nustatyti planetos „pritaikomumą“. “
Pora mokslininkų iš Berlyno technikos universiteto mano, kad tiofenai „Curiosity“, rasti Marse, gali būti ankstyvojo Marso gyvenimo ženklas. Jei jie teisūs, tada Marsą vienu metu gyveno paprastos gyvybės formos. Jie pristatė savo atradimus naujame dokumente.
Pora yra Dirkas Schulze-Makuchas ir Jokūbas Heinzas. Schulze-Makuchas taip pat yra Vašingtono valstijos universiteto astrobiologas. Jų darbas pavadintas „Tiofenai Marse: biotinė ar abiotinė kilmė?“ Jis paskelbtas žurnale „Astrobiology“.
„MSL Curiosity“ rado tiofenus Marso nuosėdose. Tai viena iš daugelio įdomių Marse aptinkamų molekulių, galinčių turėti biotinę kilmę. Tiofenai taip pat gali turėti abiotinę kilmę per diagenezę, tai yra fizikiniai ir cheminiai pokyčiai, vykstantys nuosėdoms tapus nuosėdinėmis uolienomis.
Norėdami rasti tiofenus Marso nuosėdose, „Curiosity“ pirmiausia turėjo įkaitinti mėginį aukštesnėje kaip 500 Celsijaus temperatūroje. Tada „Curiosity“ jį ištyrė naudodamas SAM (Sample Analysis at Mars) instrumentą. SAM išanalizavo iš mėginio išeinančias dujas, naudodamas dujų chromatografijos-masės spektrometriją. SAM iš tikrųjų yra trys instrumentai viename, ir kartu jie ieško organinių chemikalų.
„Mes nustatėme kelis tiofenų biologinius kelius, kurie atrodo labiau tikėtini nei cheminiai, tačiau mums vis tiek reikia įrodymų“, - pranešime spaudai teigė Dirkas Schulze-Makuchas. „Jei Žemėje rastumėte tiofenų, manytumėte, kad jie yra biologiniai, tačiau, be abejo, Marse, tai įrodymo juosta turi būti šiek tiek aukštesnė“.
Tiofenai turi struktūrą, rodančią galimą biotinę kilmę. Jie turi keturis anglies atomus ir vieną sieros atomą, išdėstytą žiede, su vandenilio atomais. Angliavandeniliai yra svarbūs organinės chemijos elementai, o angliavandenilių molekulės, turinčios sieros atomus, yra svarbi organinės chemijos tyrimo dalis.
Yra nebiologinių tiofenų šaltinių. Juos gali sukurti meteorų poveikis ir procesas, vadinamas termocheminiu sulfato redukcija, kai junginiai kaitinami virš 120 Celsijaus (248 F).
Bet būtent biologiniai tiofenų šaltiniai yra patys įdomiausi. Tolimoje praeityje, galbūt prieš maždaug 3 milijardus metų, Marsas buvo kur kas kitokia vieta. Čia greičiausiai buvo šilta ir drėgna aplinka, kuri galėjo pakenkti gyvenimui. Tos senovės bakterijos galėjo palengvinti sulfato redukcijos procesą biologiškai, dėl kurio atsirado tiofenai, kuriuos aptiko „Curiosity“.
Technologijos juda greitai. Smalsumas buvo daug labiau pažengęs nei jo pirmtakai „Spirit and Opportunity“. Analizei naudojama technologija, kuri suskaido dideles molekules į mažesnes molekules. Bet kai kitas Marso roveris, ESA misija „ExoMars“, atvyks į raudonąją planetą, jis atsineš dar pažangias technologijas.
„ExoMars“ MOMA („Mars Organic Molecule Analyzer“) yra svarbiausias „ExoMars“ roverio astrobiologijos instrumentas ir didžiausias instrumentas. Jis yra šiek tiek tobulesnis nei „Curiosity“ instrumentas ir tirdamas molekules nesiremia suskaidymu. MOMA leis surinkti ir ištirti didesnes molekules.
MOMA, naudodamas homochiralumo sąvoką, nustatys molekules kaip biologines arba abiotines, ir to negali padaryti „MSL Curiosity“. Homochiralumas yra aminorūgščių ir cukraus savybė. Daugelis gyvybiškai reikalingų organinių molekulių, įskaitant aminorūgštis ir cukrų, gali būti tiek kairiarankiai, tiek dešiniarankiai, vadinami jų chirališkumu.
Žemės gyvenime 19 iš 20 aminorūgščių yra homochiralinės ir kairiarankės, o cukrūs, kurie yra RNR ir DNR dalis, yra homochiraliniai ir dešiniarankiai. Homochiralumas yra būtinas efektyviam metabolizmui. Bet tie patys chemikalai, gaminami laboratorijoje, turės vienodą skaičių kairiųjų ir dešiniarankių. Pagrindinė idėja yra ta, kad jei rasime homochiralinius gyvenimo blokus, jie greičiausiai turės biologinį šaltinį.
Izotopų santykis taip pat gali atskirti tuos pačius atomus, turinčius arba biotinę, arba abiotinę kilmę. Šio darbo autoriai Schulze-Makuchas ir Heinze mano, kad kai kuriuos duomenis iš „ExoMars“ roverio reikėtų naudoti ir anglies bei sieros izotopams ieškoti. Visų pirma, lengvesni abiejų izotopai. Jie mano, kad būtent ten mes ir galime rasti biologinę kilmę.
„Organizmai yra tingūs. Jie mieliau naudoja šviesos elemento šviesos izotopų variacijas, nes tai jiems kainuoja mažiau energijos“, - teigė Schulze-Makuch.
Gelbėjimo formos paprastai keičia pusiausvyrą tarp jų gaminamų elementų lengvųjų ir sunkiųjų izotopų. Šis santykis skiriasi nuo tų pačių elementų, esančių jų blokuose, santykio. Schulze Makuch pasakė, kad tai yra „signalinis gyvenimo ženklas“.
Diskusija apie gyvenimą Marse tęsiasi dešimtmečius. Kai vikingų nusileidėjai buvo Marse 1976 m., Jie atliko pirmuosius matavimus vietoje, ieškodami organinių junginių. Tai, ką jie rado, vis dar yra šiek tiek prieštaringa šiandien, nes jokie laboratoriniai eksperimentai negalėjo visiškai atkurti tų rezultatų. Tačiau mokslo bendruomenėje plačiai tikima, kad vikingų atradimus galima paaiškinti abiotiniais šaltiniais.
„ExoMars“ roveris yra kitas mūsų žingsnis siekiant suprasti senovės Marso pritaikomumą. Jo eksperimentiniai rezultatai gali mus dar vieną žingsnį priartinti prie to, kad galutinai žinotume, ar Marsas kartą gyveno. Deja, tai gali mums pritraukti ne viską prie šios išvados.
„Kaip sakė Carlas Saganas,„ dėl ypatingų pretenzijų reikia nepaprastų įrodymų “, - teigė Schulze-Makuch. „Aš manau, kad norint įrodyti tikrai reikės, kad mes iš tikrųjų siųstume žmones ten. O astronautas žiūri pro mikroskopą ir mato judantį mikrobą“.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: Tyrimo metu rastos „Curiosity Rover“ atrastos organinės molekulės, atitinkančios ankstyvą Marso gyvenimą
- Paskelbtas tyrimas: Tiofenai ant Marso: Biotinė ar Abiotinė kilmė?
- Marso organinių molekulių analizatorius (MOMA): organinės medžiagos apibūdinimas Marso nuosėdose
