Недавно ученые NASA поделились «очень любопытным» открытием органических соединений на Марсе. Но чтобы понять важность недавнего открытия, стоит сначала ознакомиться с опытом и открытиями предыдущих исследований. Да, на Марсе есть органика, но ученые по-прежнему не торопятся признать её за доказательства прошлой или настоящей марсианской жизни…
Марс остается самым ожидаемым кандидатом на внеземное жилище, хотя последние сто лет его изучения — это эпоха разочарований. На Марсе не нашлось ни древних каналов, ни пирамид, ни сфинксов. И все неоднократные заявления о найденных признаках марсианской жизни оказывались преждевременными.
Правда воду на Марсе нашли, но в то же время её нашли и на Луне и на Меркурии, и на многих других телах Солнечной системы, и сейчас воду уже не считают важным признаком жизни.
После найденной воды, исследователи NASA сконцентрировали внимание на органике. Стоит уточнить, что слово «органика», хоть и похоже на «организм», но не означает жизнь. Органика это простые или сложные соединения углерода и водорода, и, иногда, других элементов. Именно способность органики выстраивать сложнейшие молекулы и стала основой жизни. Углеводороды — другое название органики — способны формироваться и без участия жизни. Так, например, простой органический газ — метан, на Земле собрался в удобные подземные залежи благодаря биологической активности, но на спутнике Сатурна Титане текут метановые реки в метановые моря, и там не предполагается их биологическое происхождение.
Более сложные органические соединения — аминокислоты, которые называют «строительные блоки белковой жизни» — находили и в метеоритах, даже тех, которые старше Земли. Найдены аминокислоты и в составе комет и в водяных гейзерах Энцелада. Недавно в метеорите нашли даже молекулу внеземного белка, которая также не связана с жизнью.
В общем, найти органику в космосе не значит найти жизнь, но для известных форм жизни органические соединения это необходимый элемент строения и обмена веществ. Поэтому поискам аминокислот за пределами Земли и уделяется много внимания. Это важно не только для поиска инопланетян, но и для наилучшего понимания происхождения жизни на Земле. К примеру, из 500 известных аминокислот земная биология использует только 22, а почему так мало — неизвестно. Предполагается, что жизнь зарождалась «из того, что было», а было то, что прилетело из космоса и сформировалось на месте.
На Красную планету и ранее отправлялись приборы, для обнаружения органических соединений. Так ещё в 1976 году газовые хроматографы на борту спускаемых аппаратов Viking 1 и 2 показали содержание органических хлорметанов в образцах грунта.
При этом ученые надеялись найти гораздо более богатую и сложную органику, подобную метеоритной, и удивились её отсутствию. Но тогда ещё не хватало полноты данных о составе грунта, поэтому хлорметаны сочли земным загрязнением, а полное отсутствие аминокислот долго оставалось загадкой. Только спустя 34 года удалось перепроверить данные и убедиться, что прибор показал действительно марсианский хлорметан, т.е. органическое соединение. Хлорметаны не содержались в грунте в готовом виде, а стали результатом взаимодействия разогретых перхлоратов и более сложной марсианской органики.
Перхлораты — это соли хлорной кислоты, очень сильный окислитель, который даже используют в ракетном топливе и взрывчатке. Судя по всему, они распространены практически по всей марсианской поверхности, поэтому идея сажать в марсианском грунте картошку и поливать водой — не самая удачная, особенно внутри жилого модуля.
В 70-х не смогли опознать марсианский хлорметан из-за особенностей работы прибора — газового хроматографа. Из названия понятно, что он анализирует газ, а не камни или песок, которые собирали Viking. Для получения газа, зачерпнутый марсианский грунт сначала погружали в печку, и нагревали на несколько сотен градусов. Но при нагреве не только газ выделялся из грунта, но и начинались химические реакции между компонентами образца. В результате, нагретые перхлораты, просто «сожгли» всю органику в грунте, а продуктом горения и стали найденные хлорметаны.
Зато газоанализаторы Viking помогли в другом исследовании марсианской органики, когда проанализировали химический и изотопный состав марсианской атмосферы. Долгое время ученые подозревали отдельный тип метеоритов — шерготтиты — в марсианском происхождении. В микропорах этих метеоритов нашли газ, который по составу оказался идентичен марсианскому «воздуху», который изучил Viking. Получается, благодаря Viking, на Земле к настоящему времени оказалось 266 фрагментов Марса, хотя сами аппараты никуда с Марса уже не улетели. Метеориты же добрались от Марса до Земли естественным путем — с помощью катастрофических падений больших астероидов.
Один из самых известных шерготтитов — Allan Hills 84001. Этот метеорит сформировался как часть марсианской поверхности 4 млрд лет назад, отправился в космический полёт 17 млн лет назад и упал на Землю 16 тыс лет назад. Примерно 25 лет назад в нём нашли окаменелые структуры похожие на бактерии.
Потом оказалось, что поспешили с выводами, и никто из ученых с «первооткрывателями» марсианской жизни не согласился. Поэтому в дальнейшем исследователи ALH84001 сконцентрировали внимание на органических соединениях внутри него. Органику в этом метеорите находили давно, но подозревали земное загрязнение. В конце-концов марсианские углеводороды там всё же нашли, но определили их небиологическую природу.
Перхлораты же Марса сумел обнаружить только аппарат Phoenix в 2008 году. Его отправили в приполярные регионы, туда, где ожидалось найти подповерхностный водяной лед.
Лед он нашел, но также брал пробы грунта. У Phoenix имелся газоанализатор, и тоже показал хлорметаны, но был у него и другой прибор для т.н. «влажной химии». Образцы грунта погружались в воду, и содержание растворившихся химических элементов определялось методом измерения электрического потенциала электрода в растворе. Тогда-то и нашлись перхлораты.
Таким образом, за тридцать лет удалось точно установить, что марсианская органика существует, и понять, какие условия мешают её исследованию на месте. С этим знанием открылся новый этап исследования Марса.
В 2012 году на Марс доставлена марсианская научная лаборатория, более известная под именем «марсоход Curiosity». В её задачах напрямую прописан поиск и изучение органических веществ, оставшихся от возможной древней жизни. Место посадки и маршрут планировались в том числе с целью их найти. И лаборатория показала углеводороды практически сразу после посадки, но их снова оказалось недостаточно для признания реальности марсиан. Что же Curiosity нашел недавно, и какие исследования планируются в будущем, об этом в следующей части…
Комментарии (34)
maedv
15.02.2022 16:02+2<поэтому идея сажать в марсианском грунте картошку и поливать водой — не самая удачная, особенно внутри жилого модуля.>
Виталий, расшифруйте, пожалуйста. Опасность в выходе свободного хлора?
Zelenyikot Автор
15.02.2022 20:59Окисления картошки и выделения хлора в атмосферу под куполом.
johnfound
15.02.2022 22:28+3Никакого хлора выделятся не будет. Просто окислится вся органика в почве, а перхлораты превратятся в хлориды. Конечно прямо сажать не надо, для растении ничего хорошего не будет. Но перхлораты очень химически активные, так что нейтрализуются просто. Кстати, при нагреве перхлораты разлагаются с выделением кислорода. Так что надеюсь на Марсе их будет много, много. :)
Belking
16.02.2022 09:04>> Кстати, при нагреве перхлораты разлагаются с выделением кислорода
В голове прорабатываю мысль о "теплице" на Марсе, которая за счет нагрева даже от солнца в замкнутом пространстве (всё таки температура ближе к экватору не самая низкая в подходящие сезоны) и низкой теплоотдаче (отдавать то тепло практически не на что, а если ещё и "надувать" углекислый газ, то и вовсе не будет) позволит "испарить" из под поверхности часть воды, но как раз перхлораты считал одним из основных ограничений для этого, который без выдува превратит пространство под куполом в токсичное недоболото. Получается наоборот?
johnfound
16.02.2022 13:42Ну-у-у, чтобы разложить перхлораты, температура понадобится побольше. Не знаю точно, но несколько сотен градусов неверное. Можно построить небольшой заводик для переработки почвы, выделенного кислорода использовать для дыхания а переработанная почва в оранжереях. Нагревать можно и от солнца, параболическими зеркалами.
Кстати, вполне возможно что перхлораты не так уж и распространённые на Марсе. Возможно есть места где в почве перхлоратов и нет.
Belking
16.02.2022 14:28Тогда с заводиком и при таких температурах теряется основная фишка "надува" тепличек с водой - при нескольких сотнях градусов она уже испарится.
johnfound
16.02.2022 15:59Ничего не мешает улавливать воду вместе с кислородом и накачивать ее куда захочется.
Да и использовать солнечную энергию на марсе, это признак нищеты, а не экологичности. Нужно ставить АЭС и не париться больше насчет энергии.
Belking
16.02.2022 19:16АЭС однозначно, но подготовка сельскохозяйственных площадей идет этапом раньше. И не использовать энергию, которая сама по себе льется на поверхность - расточительство, особенно до терраформирования, когда удаленность компенсируется разрежённостью атмосферы.
algiraid
16.02.2022 11:31Изучил предшествующие моему комментарии, в голове возник вопрос.
Я правильно понимаю, что если поставить "парник" с окном, к которому приделана достаточно сильная вытяжка, и прогреть землю, то вся гадость из нее выйдет?
Далее соответственно перестраиваем парник под наши нужны и сажаем.
Belking
16.02.2022 11:47+1>> Я правильно понимаю, что если поставить "парник" с окном, к которому приделана достаточно сильная вытяжка, и прогреть землю, то вся гадость из нее выйдет?
Ну моя "пустая идея" выглядит так - Основная фишка парника, что в нем изначально будет низкое давление, при котором испарение воды (ставить, естественно, его надо на почвах, содержащих её в своем составе в большом количестве) происходит при довольно низких температурах, а не 100 градусах как при Земном. Ожидается, что это испарение как бы "надует" парник, а если этому ещё будет благоприятствовать эффект от выделения кислорода от превращения перхлоратов в хлораты, которые всё равно надо будет отфильтровать от грунта, просто в таком случае это сделать будет проще, не потеряв при этом очень и очень дорогой воздух для создания искуственной атмосферы.
leha_gorbunov
15.02.2022 20:15+6К примеру, из 500 известных аминокислот земная биология использует только 22, а почему так мало — неизвестно.
Кому неизвестно? Только эти 22 образуют связи наиболее устойчивые к ультрафиолету.
Vsevo10d
16.02.2022 01:18+2Какие именно связи? Энергия карбонильной пептидной связи всегда одна и та же, что там ни будь дальше на нее навешано в виде радикалов той или иной аминокислоты.
Также про 500 - это немного загнуто, белки образованы только альфа-аминокислотами (то есть, аминогруппа находится при первом от -СООH группы атоме углерода). Таких вряд ли наберется 500.
Ilya81
15.02.2022 20:47Про метеоритный белок интереснее всего, стало ли что понятнее, именно как о хоть каком-то факте в вопросе абиогенеза. А то прежде на эту тему больше только домыслы были.
azTotMD
15.02.2022 21:10+1Перхлорат - сильный окислитель. Но окисляя органику он должен дать кислород-производные, а не хлор-
Vsevo10d
16.02.2022 01:04+3Следует понимать, что "органика - неорганика" - это чисто человеческий конструкт. Метан - это органика? Ну так, на грани. А формальдегид? А сероуглерод? А трихлорметан? А персульфат аммония вообще посложнее их всех будет, только вот он без углерода.
Если вы собрались искать жизнь - то не нужно делать стойку на каждую найденную "органику". Отдельные аминокислоты или даже пептиды - это все чушь собачья с точки зрения биологии. Потому что жизнь - это способность к самовоспроизведению. А этот механизм реализуется только при помощи РНК-белкового аппарата. Поэтому насчет жизни пусть пресс-релизы и твиты пишут только если найдут реально работающий фермент или существенные последовательности азотистых оснований. Вот это уже будут косвенные признаки возможного существования жизни, а все остальное - всего лишь очередные сложные соединения из космоса.
Zelenyikot Автор
16.02.2022 09:11+2Так ищут не только современную жизнь, а ископаемую. Сейчас-то на Марсе совсем неподходящие условия, не то, что 4 млрд лет назад.
timmer
16.02.2022 12:08Имхо, фундаментальная проблема этих поисков в том, что ищут "жизнь", не важно ископаемую или нет, с точки зрения человеческих знаний о ней, которые, на фоне миллиардов лет существования вселенной находятся даже не в зачаточном состоянии.
Вы говорите, что 4 млрд лет назад на Марсе были неподходящие условия для жизни. Неподходящие для земной флоры и фауны? Наверняка. Для любой другой формы жизни, которая могла развиться на одной из миллиардов планет во вселенной - почему нет?
Vsevo10d
17.02.2022 09:44Да не может никакая другая форма жизни существовать. Покопайтесь в молекулярной биологии и поймете, что это вообще огромное чудо, что биологические системы могут самовоспроизводиться. Чтобы сделать самопроизвольными процессы, протекающие в биологических системах (читай, понизить энергии активации химических реакций), в природе возник целый класс сложнейших и эффективных катализаторов, называемых ферментами. По сравнению с задачей, которую они выполняют (пришить простейшей молекуле гидроксигруппу, например) их строение настолько сложно (это все белковые молекулы), что ближайшая аналогия - бревно, которое пилит себя самособравшейся деревянной бензопилой Stihl. Но это все-таки случилось, эти процессы возможны и привели к появлению нас с вами - это называется антропным принципом (мы, люди, видим этот мир, потому что только в таком смогли зародиться).
Но это ВСЕ благодаря свойствам углерода образовывать сложные молекулы, благодаря свойствам аминокислот образовывать сложные трехмерные полимеры - белки, и благодаря сложнейшим механизмам репликации.
Поэтому не верьте вы хайповым рассказам о неуглеродной жизни, потому что там где-то в пробирке получили короткие кремниевые цепочки. Максимум, что получили работающего и "не от мира сего" - это пару искусственных нуклеотидов, вот это и правда крутой результат, расширяющий горизонты принципиально работающих биологических систем. Но без таких серьезных доказательств рассуждения о "любой другой форме" бессмысленны.
Это, как я не знаю, можно высокоуровневый язык программирования хоть на церковнославянском алфавите придумать. Но сводится все к двоичному коду, из-за архитектуры железа - мы можем достоверно отличить только заряд от не-заряда, и только так построить стабильную логику. Так и в мироустройстве. Стабильны и сложны и воспроизводятся только РНК-белковые механизмы. Вирусы и прионы не в счет - это взбесившиеся молекулы, а не жизнь.
Brenwen
17.02.2022 12:57Но сводится все к двоичному коду, из-за архитектуры железа - мы можем достоверно отличить только заряд от не-заряда, и только так построить стабильную логику.
Можно различать 0, +1 и -1 - на этом основана троичная логика. Но двоичная проще и дешевле, потому и доминирует.
Vsevo10d
17.02.2022 14:13Да, как и искусственные нуклеотиды тоже возможны. Но кремниевых "белков" или не-РНК-зависимых механизмов репликации все равно нет.
Ilya81
17.02.2022 13:28Ищут с точки зрения человеческих знаний о том, какая в принципе жизнь может существовать в солнечной системе, без углерода никакие формы жизни точно быть не могли. Точнее, форм жизни вообще без углерода не бывает или почти не бывает, разве что по другим элементам возможны вариации на углеродных планетах или других планетах с экзотическим составом, по некоторым данным есть некоторая возможность их существования. Но в солнечной системе таких планет точно нет.
progman78
16.02.2022 11:37А этот механизм реализуется только при помощи РНК-белкового аппарата.
Читал с год назад статью что чисто теоретически и с кучей оговорок, но не углеродная жизнь все таки возможна. Вроде бы дажи приводились пути реакций для жизни на основе кремния.
Ilya81
17.02.2022 13:49Наверно, на углеродных планетах кремний мог б заменить фосфатную часть РНК, ибо кремния больше, чем фосфора. Но углеродные планеты, наверно, получатся там, где было много отживших звёзд спектрального класса F, а в таком случае и более массивных звёзд поблизости будет немало, так что среди углеродных планет обитаемых наверняка меньше. По крайней мере в ближайшие миллиард-другой лет так будет, после, наверно, доля углерода во вселенной увеличится по сравнению с кислородом.
Vsevo10d
17.02.2022 14:19Вы исходите из абсолютно ложной предпосылки, что "другая" жизнь должна иметь "другую" химию. Увы, еще раз: нет абсолютно никаких свидетельств того, чтобы кремниевая химия вообще в принципе могла воспроизвести полимеры, достаточно сложные для создания аналога белковых структур.
Это какие-то кухонные байки ученых из 60-х, когда еще не было нормальной комбинаторной химии и молекулярной биологии, я совершенно не понимаю, почему такая глупая теория жива до сих пор. Дискуссионная ценность такой гипотезы не больше, чем представление об инопланетянах как людях с коричневой грубой кожей с рогами и наростами, чтобы можно было загримировать человека-актера для НФ сериала.
Ilya81
17.02.2022 14:46Насколько знаю, существует немало синтетических кремниевых полимеров, на нашей планете в природе они не образуются лишь из-за обилия воды. Ну а под кремниевой химией можно вообще много что подразумевать, например, кремний в составе скелета, полагаю, может быть не особенно большой редкостью среди встречающихся во вселенной форм жизни, некоторые различия в составе каменистых планет, наверно, возможны.
Tsimur_S
16.02.2022 15:50Поэтому насчет жизни пусть пресс-релизы и твиты пишут только если найдут реально работающий фермент или существенные последовательности азотистых оснований.
Отличная мысль, теперь осталось сделать хроматографы которые по спектру определяют ферменты и цепочки рнк. Микроскопом в каждую дыру не заглянешь.
Belking
Спойлеры, конечно, никто не любит, но мне кажется, что статьи-введения ещё больше. "В следующей части" будет рерайт этой статьи?
Zelenyikot Автор
Я не делаю рерайты.
Belking
Начать с:
>> Недавно ученые NASA поделились «очень любопытным» открытием органических соединений на Марсе
и закончить:
>> Что же Curiosity нашел недавно, и какие исследования планируются в будущем, об этом в следующей части…
вполне стиль типичного корпоративного копирайтера. Извините, что спутал. "Сколько по времени варить гречку" мы так и не узнали.
dlinyj
Вообще, прежде чем делать подобные выводы, вы бы хоть посмотрели кто такой Zelenyikot и посмотрели предыдущие его посты. Это не банальный рерайтер, а человек который реально занимается космонавтикой.
Belking
"Ты либо умираешь
героемчеловеком, который реально занимается космонавтикой, либо живешь достаточно долго, чтобы стать@AirLibraкопирайтером на зарплате."Вижу статью написанную копирайтером - отношусь к ней как статье написанной копирайтером (игнорирую). Здесь же откровенный кликбейт
за именемуважаемого человекана "шокирующую новость", где сделан рерайт уже довольно старой для любителей космонавтики информации, в конце которой выясняется, что про кликбейтную информацию "смотрите в следующей серии".Результат - у меня два минуса в карму за то, что я поделился с сообществом этой "кликбейтной информацией" (понимая разочарование таких фанатов космоса как я, для кого 90% статьи не содержит новой информации, но на которую было потрачено время), а ещё упрёки, что я обидел "авторитета" (иначе трактовать Ваши слова и короткую пафосную фразу автора).
Zelenyikot Автор
А ещё можно стать копирайтером, который запускает спутники )
Zelenyikot Автор
На самом деле просто хотелось не просто сделать «рерайт этой статьи», а показать предысторию исследований, чтобы было понятно чем оно отличается от предыдущих открытий и обозначить будущие задачи. Но в итоге получился текст на главу книги, и разделение на две части стало вынужденной жертвой.
Belking
Претензия всё таки не к желанию разбить статью (хотя мне как части аудитории хабра обидно, что Вы нас считаете за людей с клиповым мышлением, не способных осилить больше 15 абзацев текста) на несколько частей, а на откровенные кликбейты и введение в заблуждение.
>> А ещё можно стать копирайтером, который запускает спутники )
Поменьше пафоса - в 21 веке (с кубсатами и массовым выводом) это все таки уровень студента/аспиранта профильного университета (а ближе к середине нашего века бывает и так - что школьника). Тем не менее, буду рад за Вас )