Saturno palydovas Enceladas jau seniai laikomas vienu perspektyviausių objektų ieškant gyvybės Saulės sistemoje, o nauji laboratoriniai bandymai sustiprino šią idėją. Mokslininkai parodė, kad Žemėje aptinkamas metaną gaminantis mikroorganizmas gali išgyventi sąlygose, panašiose į Encelado požeminio vandenyno chemiją.
Enceladas iš pietinio pusrutulio geizerių į kosmosą išmeta vandens ir ledo daleles, todėl jo vidaus vandenyno sudėtį galima tirti net nenusileidus ant paviršiaus. Dar „Cassini“ misija 2015 metais praskrido per šiuos pliūpsnius ir aptiko ištirpusios neorganinės anglies, molekulinio vandenilio bei metano pėdsakų.
Vis dėlto Encelado vandenynas, kaip manoma, yra gerokai šarmingesnis nei Žemės jūros vanduo – pH gali siekti maždaug nuo 8 iki 11,6. Toks šarmingumas ir mažas ištirpusio anglies dioksido kiekis teoriškai turėtų apsunkinti metanogenų – metaną gaminančių mikroorganizmų – išlikimą.
Tyrėjai nusprendė patikrinti, ar bent dalis Žemės ekstremofilų galėtų atlaikyti tokį „cheminį iššūkį“. Eksperimentų rezultatai rodo, kad bent viena metanogeninių archėjų rūšis gali ne tik išlikti, bet ir daugintis bei gaminti metaną, kai aplinka primena Encelado vandenyno sąlygas.
Kaip buvo imituotos Encelado sąlygos
Tyrimo komanda laboratorijoje paruošė mišinius, kurie atkartotų Encelado vandenyno chemiją, įskaitant galimą vandens ir uolienų sąveiką, vadinamą serpentinizacija. Manoma, kad toks procesas Encelado dugne galėtų gaminti molekulinį vandenilį – potencialų energijos šaltinį mikroorganizmams.
Į šiuos mišinius mokslininkai įdėjo archėją Methanothermococcus okinawensis – metanogeną, kilusį iš hidroterminės sistemos Japonijos Okinavos įduboje. Ši rūšis Žemėje auga šarmingomis sąlygomis, todėl buvo laikoma viena realistiškiausių kandidačių bandymams.
Stebėdami mikroorganizmą 48 valandas, tyrėjai nustatė, kad jis Enceladą imituojančiuose mišiniuose išliko, dauginosi ir gamino metaną net esant labai aukštam pH. Publikacijoje nurodoma, kad metanas buvo gaminamas iki pH 11, kai tuo metu kontroliniuose mišiniuose panašiomis pH sąlygomis populiacijos nyko anksčiau.
Ką tai reiškia gyvybės paieškoms
Metano aptikimas Encelado pliūpsniuose jau kurį laiką kelia klausimą, ar jis galėtų būti biologinės kilmės. Žemėje dalis mikroorganizmų, gyvenančių giliavandeniuose hidroterminiuose šaltiniuose, naudoja vandenilį ir ištirpusią neorganinę anglį augimui, o metaną išskiria kaip „atlieką“.
Vis dėlto patys tyrėjai ir su darbu nesusiję mokslininkai pabrėžia ribotumus: nors naudotos sąlygos patenka į Enceladui galimų reikšmių intervalus, kai kurie parametrai galėjo būti pasirinkti taip, kad biologiniam augimui būtų palankesni. Tai reiškia, kad toks scenarijus teoriškai įmanomas, bet jis nebūtinai yra labiausiai tikėtinas.
Taip pat pastebėta, kad nors archėjos aukšto pH aplinkoje išgyveno, jos demonstravo streso požymių ir augo lėčiau nei švelnesnėmis sąlygomis. Kitaip tariant, jos gali „ištverti“, bet tai nebūtinai būtų optimali terpė gausiai populiacijai.
Nepaisant to, rezultatai praplečia ribas, kurias mokslininkai linkę laikyti tinkamomis gyvybei, ir gali būti naudingi planuojant ateities misijas. Tyrimas publikuotas žurnale „Science Advances“, o apie jį plačiau rašė „EOS Magazine“.
Kodėl Enceladas taip domina
Enceladas išsiskiria tuo, kad po ledo pluta, kaip manoma, slypi skystas vanduo – vienas svarbiausių gyvybei žinomų ingredientų. Be to, pliūpsniai leidžia tiesiogiai tirti medžiagas iš gelmių ir ieškoti cheminių „parašų“, kurie galėtų užsiminti apie biologinius procesus.
Mokslininkai pabrėžia, kad net jei Encelade egzistuotų gyvybė, ji neprivalo būti panaši į Žemės organizmus ar naudoti tas pačias chemines reakcijas. Vis dėlto tokie eksperimentai leidžia patikrinti bent vieną realistišką prielaidą – ar „gyvybė, kokią pažįstame“, teoriškai galėtų išsilaikyti tokioje aplinkoje.