NASA поручило микробиологу выяснить, как выглядят… инопланетяне
Мы привыкли представлять инопланетян как существ из голливудских блокбастеров — с щупальцами, большими глазами или в облике маленьких зеленых человечков. Однако будем реалистами. Настоящая внеземная жизнь (если она, конечно, существует в Солнечной системе) будет, скорее всего, микроскопической. Поэтому совсем недавно Американское космическое агентство выделило 621 000 долларов известному микробиологу Джеймсу Холдену, чтобы тот выяснил, как может выглядеть жизнь на Европе, спутнике Юпитера.
Надо сказать, что исследовательская группа проводит свои эксперименты не в дорогостоящем межпланетном зонде, а в лаборатории, моделирующей условия на дне земных океанов. Если точно, на склонах подводных действующих вулканов.
Поверхность Европы — это бескрайняя, испещренная трещинами ледяная пустыня. Но под многокилометровой толщей льда скрывается тайна, и, возможно, бурлит жизнь. Данные, собранные космическими аппаратами, свидетельствуют: там скрывается колоссальный (на всю планету) океан жидкой соленой воды. Ее там может быть в два раза больше, чем во всех морях и океанах Земли!

Сравнение размеров Земли, Луны и Европы
Ученые не без оснований полагают, что этот океан не замерзает полностью, так как он разогревается изнутри. Чем? Гравитационные силы сверхмассивного Юпитера не только удерживают Европу «на поводке», но и в буквальном смысле разминают ее недра. Таким образом, создается достаточно тепла, чтобы поддерживать ядро в расплавленном состоянии.
Данное открытие стало отправной точкой для смелой гипотезы. Где есть жидкая вода, источник тепла и сложная химия, там может быть и жизнь.

Гидротермальный источник («черный курильщик») в Атлантическом океане
Джеймс Холден и его коллеги уверены: между подледным океаном Европы и одним из самых экстремальных земных ландшафтов — глубоководными гидротермальными источниками, или «черными курильщиками» — можно запросто проводить прямые параллели. Гигантские гейзеры, расположенные на дне океанов на глубине 1,5-2 километров и ниже, постоянно извергают невероятно горячую воду, насыщенную минералами и химическими соединениями.
— Холден.
Именно эти кипящие, лишенные света и кислорода жерла стали домом для удивительных сообществ организмов, существующих за счет хемосинтеза — процесса получения энергии из химических реакций, а не от солнечного света. Если на Европе есть аналогичные геотермальные источники на дне ее океана, они могут быть идеальными оазисами для жизни.

Две модели криовулканизма на Европе, в зависимости от толщины слоя океана
Для проверки этой гипотезы NASA планирует провести космическую миссию. Автоматическая межпланетная станция Europa Clipper в октябре 2024 года стартовала в космос и направилась в сторону Юпитера. Одна из главных целей Europa Clipper — именно Европа. Зонд будет искать доказательства существования подледного океана и оценивать, насколько его условия могут быть пригодны для жизни. Это первый масштабный шаг в проверке смелой теории.
Чтобы заглянуть в потенциальное будущее исследований Европы, не нужно ждать десятилетия. Достаточно посмотреть на работу Джеймса Холдена, который изучает глубоководные гидротермальные источники с 1988 года.
— Холден.
Эти батискафы, способные выдерживать чудовищное давление, являются прототипами будущих криоботов — зондов, которые, возможно, когда-нибудь пробурят лед Европы и отправятся в путешествие по ее темным водам. Добытые со дна океана образцы — это бесценные крупицы информации. В них содержатся микроорганизмы, которые являются настоящими экстремофилами — существами, выжившим в условиях, смертельных для большинства других форм жизни.

Микробиолог из Массачусетского университета в Амхерсте Джеймс Холден готовит подводную лодку, которая отправится на дно океана в поисках микроорганизмов
В своей лаборатории Холден с коллегами скрупулезно воссоздает адские условия глубоководных жерл. Полная, кромешная тьма, отсутствие кислорода, экстремальное давление и коктейль из химических веществ, вырывающихся из гидротермальных источников — сероводорода, метана, углекислого газа и, что особенно важно, молекулярного водорода. В этих искусственных «инкубаторах» ученые наблюдают, как микробы не просто выживают, но и процветают, строя свои клетки и получая энергию в, казалось бы, невозможной среде. Поскольку океан на Европе, вероятно, очень похож на эти условия, Холден считает, что любая жизнь там может быть прямой аналогией этим глубоководным организмам.
Самое главное в этом исследование — не просто найти жизнь, а понять, по каким правилам она существует. Исследования Холдена сосредоточены на фундаментальном вопросе: как инопланетные микробы могут вырабатывать энергию в полном отрыве от солнечного света, основы всего живого на Земле?

Изображение Европы в естественных цветах, снятое JunoCam КА «Юнона» 29 сентября 2022 года, демонстрирующее линии на поверхности Европы
На Земле гидротермальные микробы нашли остроумное решение. Они используют специальные ферменты, называемые гидридазами, чтобы расщеплять молекулярный водород (H₂), который в изобилии выходит из недр планеты через жерла. Эта реакция дает им необходимую для жизни энергию.
Но вот что интересно: разные типы гидридаз могут приводить к появлению совершенно разных форм жизни и экосистем. Это как разные операционные системы для одного и того же компьютера — результат работы будет кардинально отличаться.
Железо, сера и углерод, содержащиеся в жерлах, также активно взаимодействуют с водородом, порождая множество сложных химических циклов. Однако ученые пока не до конца понимают, как именно эти процессы влияют на формирование и эволюцию организмов.
— Холден.
И здесь кроется главная интрига. Европа — это не Земля. Ее океан, вероятно, имеет другой химический состав, другую кислотность, иное давление.
— Холден.
Надо сказать, что исследовательская группа проводит свои эксперименты не в дорогостоящем межпланетном зонде, а в лаборатории, моделирующей условия на дне земных океанов. Если точно, на склонах подводных действующих вулканов.
Океан-близнец манит ученых
Поверхность Европы — это бескрайняя, испещренная трещинами ледяная пустыня. Но под многокилометровой толщей льда скрывается тайна, и, возможно, бурлит жизнь. Данные, собранные космическими аппаратами, свидетельствуют: там скрывается колоссальный (на всю планету) океан жидкой соленой воды. Ее там может быть в два раза больше, чем во всех морях и океанах Земли!

Сравнение размеров Земли, Луны и Европы
Ученые не без оснований полагают, что этот океан не замерзает полностью, так как он разогревается изнутри. Чем? Гравитационные силы сверхмассивного Юпитера не только удерживают Европу «на поводке», но и в буквальном смысле разминают ее недра. Таким образом, создается достаточно тепла, чтобы поддерживать ядро в расплавленном состоянии.
Данное открытие стало отправной точкой для смелой гипотезы. Где есть жидкая вода, источник тепла и сложная химия, там может быть и жизнь.

Гидротермальный источник («черный курильщик») в Атлантическом океане
Джеймс Холден и его коллеги уверены: между подледным океаном Европы и одним из самых экстремальных земных ландшафтов — глубоководными гидротермальными источниками, или «черными курильщиками» — можно запросто проводить прямые параллели. Гигантские гейзеры, расположенные на дне океанов на глубине 1,5-2 километров и ниже, постоянно извергают невероятно горячую воду, насыщенную минералами и химическими соединениями.
Основываясь на данных о нашей планете, мы полагаем, что на Европе могут быть условия, пригодные для жизни. Гидротермальные источники Земли — это образцы, с которыми мы сейчас работаем
— Холден.
Именно эти кипящие, лишенные света и кислорода жерла стали домом для удивительных сообществ организмов, существующих за счет хемосинтеза — процесса получения энергии из химических реакций, а не от солнечного света. Если на Европе есть аналогичные геотермальные источники на дне ее океана, они могут быть идеальными оазисами для жизни.

Две модели криовулканизма на Европе, в зависимости от толщины слоя океана
Для проверки этой гипотезы NASA планирует провести космическую миссию. Автоматическая межпланетная станция Europa Clipper в октябре 2024 года стартовала в космос и направилась в сторону Юпитера. Одна из главных целей Europa Clipper — именно Европа. Зонд будет искать доказательства существования подледного океана и оценивать, насколько его условия могут быть пригодны для жизни. Это первый масштабный шаг в проверке смелой теории.
Охотники за «инопланетными» микробами
Чтобы заглянуть в потенциальное будущее исследований Европы, не нужно ждать десятилетия. Достаточно посмотреть на работу Джеймса Холдена, который изучает глубоководные гидротермальные источники с 1988 года.
Чтобы получить образцы микробов, мы используем подводные лодки. Иногда с людьми на борту, иногда роботов. Они погружаются на 1,5-2 километров, а потом доставляют образцы наверх
— Холден.
Эти батискафы, способные выдерживать чудовищное давление, являются прототипами будущих криоботов — зондов, которые, возможно, когда-нибудь пробурят лед Европы и отправятся в путешествие по ее темным водам. Добытые со дна океана образцы — это бесценные крупицы информации. В них содержатся микроорганизмы, которые являются настоящими экстремофилами — существами, выжившим в условиях, смертельных для большинства других форм жизни.

Микробиолог из Массачусетского университета в Амхерсте Джеймс Холден готовит подводную лодку, которая отправится на дно океана в поисках микроорганизмов
В своей лаборатории Холден с коллегами скрупулезно воссоздает адские условия глубоководных жерл. Полная, кромешная тьма, отсутствие кислорода, экстремальное давление и коктейль из химических веществ, вырывающихся из гидротермальных источников — сероводорода, метана, углекислого газа и, что особенно важно, молекулярного водорода. В этих искусственных «инкубаторах» ученые наблюдают, как микробы не просто выживают, но и процветают, строя свои клетки и получая энергию в, казалось бы, невозможной среде. Поскольку океан на Европе, вероятно, очень похож на эти условия, Холден считает, что любая жизнь там может быть прямой аналогией этим глубоководным организмам.
Абсолютно чужая биохимия
Самое главное в этом исследование — не просто найти жизнь, а понять, по каким правилам она существует. Исследования Холдена сосредоточены на фундаментальном вопросе: как инопланетные микробы могут вырабатывать энергию в полном отрыве от солнечного света, основы всего живого на Земле?

Изображение Европы в естественных цветах, снятое JunoCam КА «Юнона» 29 сентября 2022 года, демонстрирующее линии на поверхности Европы
На Земле гидротермальные микробы нашли остроумное решение. Они используют специальные ферменты, называемые гидридазами, чтобы расщеплять молекулярный водород (H₂), который в изобилии выходит из недр планеты через жерла. Эта реакция дает им необходимую для жизни энергию.
Но вот что интересно: разные типы гидридаз могут приводить к появлению совершенно разных форм жизни и экосистем. Это как разные операционные системы для одного и того же компьютера — результат работы будет кардинально отличаться.
Железо, сера и углерод, содержащиеся в жерлах, также активно взаимодействуют с водородом, порождая множество сложных химических циклов. Однако ученые пока не до конца понимают, как именно эти процессы влияют на формирование и эволюцию организмов.
Наше исследование будет направлено на то, чтобы определить, как различные химические процессы влияют на физиологию организмов
— Холден.
И здесь кроется главная интрига. Европа — это не Земля. Ее океан, вероятно, имеет другой химический состав, другую кислотность, иное давление.
Приятно осознавать, что разгадка этой удивительной тайны может найтись на нашей планеты. Но сразу оговорюсь. Европейские микробы (если они существуют) могут вести себя иначе. Они могли изобрести совершенно иные, неизвестные нам биохимические механизмы для выживания. Их метаболизм может быть основан на других элементах или реакциях
— Холден.
- Ольга Смольникова
- pinterest.com, wikipedia.org, eurekalert.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
Что случится с Сибирью к 2080 году: прогноз красноярских ученых и эксперта NASA
Арбузы вместо мерзлоты, большая ложка дегтя и открытый финал — в одном из самых обстоятельных исследований о будущем России...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...
Раскрыта 217-летняя тайна: искусственный интеллект взломал зашифрованное письмо Наполеона
Нейросети последних лет — это реальный прорыв: только за несколько недель было вскрыто более 30 безнадежных шифров...
Почти детективная история: в Ленобласти обнаружен самый большой клад серебра за всю историю
Среди находок две уникальные монеты, которых всего четыре в мире, включая, а также языческие вороны Одина… среди православных крестов...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Искусственная гравитация: ученые рассказали, появится ли вообще главная фишка из фантастических фильмов в космосе
Космические инженеры знают три способа обмануть невесомость. Но пока рабочий из них только один, да и то есть нюансы...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Искусственный интеллект «ненавидит»… белых мужчин: новое исследование еще раз подтвердило западный тренд
Появление нейросетей значительно ухудшило положение одной из групп белого населения в Америке и Европе...
100-летняя страшная история с черепами у древнеегипетских гробниц наконец-то прояснилась
Неожиданно оказалось, что человеческие жертвоприношения 5000 лет назад совершались совсем не так, как описано в древних табличках...
Аура цвета индиго: как появился этот феномен и кем в итоге стали уникальные дети
Их называли будущим человечества, но чуда не случилось. Разбираемся, почему так произошло...
Тайна Мертвого моря: что «кипятит» водоем изнутри, рассказали ученые
Оказалось, что в кристалликах соли скрыта история прошедших эпох...
Главный поджигатель в истории Австралии: почему ученые обвиняют капитана Джеймса Кука в постоянных мегапожарах на Зеленом континенте?
Воскрешение традиции, которую сломали британские колонизаторы, поможет «потушить» Пылающую Австралию...
Секрет марсианского «невозможного» облака-призрака наконец-то разгадан
Как оказалось, на Красной планете работает физика, которая на Земле считалась чистой теорией...