Венера, если бы не некоторые причуды планетарной эволюции, могла бы стать Землей или наоборот.
Эти две планеты имеют много общего, но там, где на Земле приятная влажная и умеренная погода, на Венере царит палящий ад, окутанный густой атмосферой с токсичными и кислотными испарениями.
Тем не менее, согласно новым исследованиям, как раз атмосфера и вселяет некоторую надежду. Хотя вероятность того, что микробы могут процветать в такой среде, невелика, она достаточно правдоподобна и заслуживает внимания.
“Облака могут поддерживать биомассу, которую легко обнаружат будущие космические миссии, ориентированные на астробиологию, по ее влиянию на атмосферу”, – пишет группа под руководством молекулярного биолога Уильяма Байнса из Кардиффского университета в Великобритании и Массачусетского технологического института в США в статье, опубликованной в журнале Astrobiology.
“Хотя мы считаем перспективы обнаружения жизни на Венере сомнительными, но они есть. Научная выгода от обнаружения жизни в такой не похожей на Землю среде оправдывает рассмотрение вопроса о разработке и финансирования наблюдения и миссии, чтобы использовать возможность обнаружить жизнь, если она там есть”.
Перспектива жизни на Венере замаячила в коллективном воображении землян после обнаружения следов газа фосфина в атмосфере планеты в 2020 году.
Фосфин может образовываться в результате биологических и геологических процессов, и его обнаружение стало предметом жарких споров. Эти дебаты вызвали живой научный интерес к пересмотру наших предпосылок относительно пригодности Венеры для обитания.
Сама поверхность Венеры вряд ли пригодна для известной нам жизни: температура на венерианском грунте в среднем составляет около 464 градусов Цельсия. Для химического процесса жизни необходим растворитель (на Земле это вода), а такие температуры несовместимы с любой жидкостью. Но небо Венеры, хотя и гораздо более прохладное, покрыто облаками серной кислоты, и считалось, что это не намного лучше.
Байнс является членом группы под руководством астронома Сары Сигер и биохимика Януша Петковского, оба из Массачусетского технологического института, которая изучает возможность существования жизни в венерианской атмосфере.
Эта группа только что выпустила две новые работы. В статье, опубликованной в PNAS, большая группа под руководством Сигер экспериментально исследует, могут ли ключевые молекулы для жизни выжить в серной кислоте, а в упомянутой выше статье Astrobiology рассматриваются аргументы против обитаемости Венеры.
Давайте сначала поговорим о серной кислоте. Предыдущие исследования команды обнаружили, что серная кислота может быть использована жизнью в качестве растворителя, но это не будет жизнь, какой мы ее знаем. Одна из основных причин этого заключается в том, что РНК и ДНК нестабильны в серной кислоте. Нуклеиновые основания – основные строительные блоки РНК и ДНК – могут быть неустойчивы, в зависимости от того, что они собой представляют.
Чтобы проверить, могут ли нуклеиновые основания оставаться стабильными в серной кислоте, исследователи поместили кучу нуклеиновых оснований в серную кислоту с концентрацией от 81 до 98 процентов, а остальное – вода.
Аденин, цитозин, гуанин, тимин и урацил оставались стабильными в течение нескольких недель при комнатной температуре от 18 до 21 градуса Цельсия, что похоже на температуру венерианского облака.
Аналогично себя повели пурин и пиримидин, а также соединение под названием 2,6-диаминопурин, которое используется некоторыми вирусами в качестве генетической основы, заменяющей аденин. Это означает, что, по крайней мере, теоретически, те же самые нуклеиновые основания могут вполне благополучно существовать в сернокислотных облаках Венеры.
“Наши результаты показывают, что сложная органическая химия, включая основания нуклеиновых кислот ДНК, может быть стабильной в концентрированной серной кислоте, и побуждают нас к разработке миссий, которые будут непосредственно исследовать венерианские облака на наличие органического материала”, – пишут они.
Во второй работе команда разбирает аргументы против возможности существования жизни, уделяя особое внимание тому, делают ли особенности облаков и атмосферы Венеры перспективу существования жизни стремящейся к нулю.
Отсутствие воды является серьезным препятствием, поскольку жизнь на Земле зависит от нее. Именно этому посвящено исследование серной кислоты, и ученые пришли к выводу, что не исключено, что серная кислота на Венере играет ту же роль, что и вода на Земле.
Еще одним препятствием является гравитация. Любой массе, какой бы маленькой она ни была, будет трудно удержаться в воздухе под действием нисходящего давления гравитации. При этом команда обнаружила, что гравитационные волны – просто волны в атмосфере; они есть и на Земле – могут удерживать достаточно большую популяцию микробов в воздухе, чтобы поддерживать стабильную биосферу. В качестве альтернативы, эффект, называемый отрицательным фотофорезом, может использовать тепло, генерируемое светом, для обеспечения подъемной силы.
Хотя в венерианской атмосфере недостаточно химической энергии для поддержания сложной жизни, но ее там много. Достаточно, согласно расчетам команды, для роста и поддержания биомассы на манер фотосинтеза или фототрофии. Отсутствие водорода или металлов на Венере также не является серьезным препятствием для того, чтобы полностью исключить возможность существования жизни.
Эту жизнь стоит искать, утверждают исследователи. Если она там есть, то вряд ли она похожа на то, что есть у нас на Земле, и изучение ее может значительно расширить наше понимание разнообразия путей возникновения жизни в нашей Вселенной.
“Хотя жизнь на Венере остается умозрительной, и хотя большинство специалистов считают, что вероятность существования жизни в облаках Венеры очень мала, ни один из аргументов не исключает возможности ее существования”, – пишут они.
“Земная жизнь не может выжить в облаках Венеры. Мы призываем других рассматривать Венеру как место, где может существовать именно неземная жизнь, и изучить, что это может быть за жизнь и как мы можем экономически эффективно искать ее”.
Читайте также: Венера могла быть такой же пригодной для жизни, как Земля, с океанами и озерами, но только 3 миллиарда лет назад