Мы могли случайно убить единственную жизнь, которую нашли на Марсе 50 лет назад
В одном из экспериментов спускаемые аппараты «Викинг» добавили воду в образцы марсианского грунта. Возможно, это была очень плохая идея.
Недавно меня пригласили выступить на симпозиуме, организованном Амстердамским фондом королевского дворца, который дважды в год собирает экспертов для обсуждения какой-нибудь большой темы, например, пандемии COVID или будущего сферы труда. Встреча этого лета была посвящена поиску внеземной жизни. Пока я занимался поиском в нашей собственной Солнечной системе, Сара Сигер из Массачусетского технологического института поделилась своими идеями о том, как искать жизнь на планетах, вращающихся вокруг других звезд.
Во время наших переговоров и последовавших дискуссий я высказал предположение, которое некоторые люди наверняка сочтут провокационным: что мы уже нашли жизнь на Марсе более 50 лет назад, но что мы непреднамеренно убили ее.
Эксперименты с посадочным модулем "Викинг"
В середине 1970-х годов НАСА отправило на поверхность Марса два посадочных модуля «Викинг», оснащенных приборами, которые провели единственные эксперименты по обнаружению жизни, когда-либо проводившиеся на другой планете. Результаты этих испытаний были очень запутанными в то время и остаются такими и сегодня. В то время как некоторые из них — в частности, эксперимент по высвобождению метки (который проверял микробный метаболизм) и эксперименты по пиролитическому высвобождению (который проверял органический синтез) — изначально были положительными для жизни, эксперимент по газообмену — нет.
Посадочные модули Viking также включали прибор для обнаружения органических соединений. Он обнаружил следовые количества хлорированной органики, которые в то время интерпретировались как результат загрязнения с Земли. Это побудило ученого проекта «Викинг» Джеральда Соффена произнести свои знаменитые слова: «Нет тел, нет жизни». Другими словами, марсианская жизнь невозможна без органических соединений. Итак, Соффен пришел к выводу, как и большинство других ученых того времени, что проект «Викинг» был отрицательным с точки зрения присутствия жизни или, в лучшем случае, неубедительным.
За прошедшие полвека картина сильно изменилась. Еще восемь посадочных модулей и марсоходов более подробно исследовали поверхность Марса. Благодаря спускаемому аппарату Phoenix в 2008 году и более позднему подтверждению марсоходами Curiosity и Perseverance мы знаем, что местные органические соединения действительно существуют на Марсе. Однако они находятся в хлорированной форме — не то, что ожидали ученые эпохи викингов — и мы не знаем, происходят ли они в результате биологических процессов или каких-то абиотических химических реакций, которые не имеют ничего общего с жизнью. Тем не менее, можно задаться вопросом, как отреагировал бы Соффен сегодня: стал бы он по-прежнему категорически утверждать, что результаты Viking были отрицательными?
Смерть от воды
Во время этих посадок ученые мало что знали о марсианской среде. Поскольку Земля — водная планета, казалось разумным, что добавление воды могло бы уговорить жизнь проявить себя в чрезвычайно сухой марсианской среде. Оглядываясь назад, возможно, этот подход был слишком хорошим. Что я и другие исследователи узнали в чрезвычайно засушливых местах на Земле, таких как чилийская пустыня Атакама, так это то, что происходит постепенное развитие форм жизни по мере того, как среда обитания становится более засушливой.
В самом конце этой последовательности вы обнаружите микробов, которые живут исключительно в соляных породах. Эти выносливые организмы пользуются преимуществом процесса, который мы называем гигроскопичностью, благодаря которому некоторые соли притягивают воду непосредственно из относительной влажности воздуха. (Это тот же процесс, который делает столовую соль комковатой, когда вы оставляете ее на воздухе.) По этой причине микробам, живущим внутри соляных скал в Атакаме, вообще не нужен дождь — достаточно определенного количества влаги в атмосфере. .
А теперь давайте спросим, что произойдет, если вы нальете воду на эти адаптированные к сухости микробы. Может ли это их подавить? С технической точки зрения мы бы сказали, что мы их гипергидратируем, но, говоря простым языком, это больше похоже на то, что мы их топим. Это было бы так, как если бы инопланетный космический корабль нашел вас, полумертвого блуждающего по пустыне, и ваши потенциальные спасители решили: «Людям нужна вода. Давайте поместим человека посреди океана, чтобы спасти его!» Это тоже не сработает.
Во многих экспериментах «Викинга» образцы почвы покрывались водой, что может объяснить загадочные результаты. Возможно, предполагаемые марсианские микробы, собранные для экспериментов по высвобождению меченых веществ, не смогли справиться с таким количеством воды и через некоторое время вымерли. Большинство экспериментов по пиролитическому высвобождению проводились в сухих условиях, в отличие от других экспериментов. Первый запуск был положительным для жизни по сравнению с контрольным запуском, проведенным позже, который был разработан таким образом, чтобы никакая биология не могла быть задействована. Интересно, что единственный прогон, проведенный во влажных условиях, имел меньший сигнал, чем контрольный.
Следуя этому ходу мысли, мы должны задаться вопросом, действительно ли марсианский грунт, проверенный «Викингом», содержал гигроскопические соли и достаточно ли высока относительная влажность в этих местах. Викинги приземлились в экваториальной области Марса, где содержание соли в почве довольно низкое. Но в почве много перекиси водорода и перхлоратов, и оба эти соединения очень гигроскопичны. Также Викинг действительно наблюдал туман на Марсе — что означает 100% влажность. В принципе, относительная влажность должна быть достаточно высокой в утренние и вечерние часы, чтобы микробы могли поглощать влагу.
Надежда от перекиси водорода
Более 15 лет назад мы с моим коллегой Йоопом Хауткупером подняли уровень научных спекуляций на эту тему, посмотрев на загадочные результаты Viking с другой точки зрения. Мы предположили, что микробная жизнь на Марсе может иметь в своих клетках перекись водорода — эволюционная адаптация, которая позволила бы им получать воду прямо из атмосферы. У этой смеси будут и другие преимущества, например, сохранение жидкой воды при отрицательных марсианских температурах, предотвращение образования кристаллов льда, которые могут разрушить клетки.
В то время как перекись водорода в достаточно высокой концентрации используется для очистки и стерилизации, многие микробы во рту, такие как Streptococcus и Lactobacillus, производят перекись водорода естественным образом, наряду с другими, такими как Neisseria sicca и Haemophilus segnis, которые ее используют. Жук-бомбардир распыляет 25% раствор перекиси водорода на все, что его беспокоит. Я хочу сказать, что перекись водорода не является несовместимой с жизнью.
Если мы предположим, что местная марсианская жизнь могла адаптироваться к окружающей среде, включив в свои клетки перекись водорода, это могло бы объяснить результаты исследования «Викинга». Прибор, используемый для обнаружения органических соединений (называемый газовым хроматографом-масс-спектрометром), нагревал образцы почвы перед анализом. Если бы марсианские клетки содержали перекись водорода, это бы их убило. Более того, это могло привести к тому, что перекись водорода вступала в реакцию с любыми органическими молекулами поблизости с образованием большого количества углекислого газа, что и было обнаружено прибором.
Новая миссия на Марс
Как я уже говорил ранее, нам нужна новая миссия на Марс, посвященная прежде всего обнаружению жизни, чтобы проверить эту и другие гипотезы. Он должен исследовать потенциальные места обитания на Марсе, такие как Южное нагорье, где жизнь может сохраняться в соляных породах близко к поверхности. Мы могли бы даже получить доступ к этим породам без бурения — огромное преимущество с точки зрения инженерной сложности и стоимости. Я не могу дождаться начала такой миссии.
Комментарии
Отправить комментарий