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.

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!



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.



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.



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.


— 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.



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?



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.