Yaşam moleküler bulutlarda var olabilir mi?

Dünya’nın ötesinde yaşam arayışımız henüz başlangıç ​​aşamasındadır. Mars’a ve daha az ölçüde Jüpiter’in Europa’sı ve Satürn’ün Enceladus’u gibi okyanus uydularına odaklandık. Aramamızı moleküler bulutlar gibi daha olası olmayan yerleri kapsayacak şekilde genişletmeli miyiz?

Mars veya Avrupa gibi diğer dünyalarda yaşamın devam edebileceği fikri son birkaç on yılda güç kazandı. Bilim insanları, hidrotermal menfezlerde, Antarktika buz kütlelerinde, alkali göllerde ve hatta nükleer reaktörlerin içinde olmak üzere bazı ekstrem ortamlarda Dünya yaşamının devam ettiğini buldu.

Bu keşiflere paralel olarak gökbilimciler uzayda yaşamın kimyasal yapı taşlarını buldular. Göktaşlarının içinde amino asitler, yıldızlararası ortamda (ISM) organik kimya ve moleküler bulutlarda polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH’lar) buldular.

Aşırılık yanlılarının ve yaşamın uzaydaki yapı taşının keşfi, yaşam arayışımızın kapsamını genişletmemiz gerektiğini gösteriyor. Hedeflerimizden biri moleküler bulutlar mı olmalı?

Moleküler bulutlar, yıldızların oluştuğu devasa gaz ve toz bulutlarıdır. Bunlara moleküler bulutlar deniyor çünkü çoğunlukla moleküler hidrojenden oluşuyorlar, ancak birçok farklı bileşik de içerebiliyorlar. Bulutlar doğası gereği filamentli olmasına rağmen, bazen yıldızlara dönüşen daha yoğun kümeler oluştururlar.

Bu kadar zayıf bir ortamda yaşam var olabilir mi? Bir araştırmacı sorunun araştırmaya değer olduğunu düşünüyor. ” başlıklı bir yazıdaMoleküler Bulutta Metanojenik ve Asetojenik Yaşam Olasılıkları,“Çinli araştırmacı Lei Feng, yaşamın uzayda metanojenler veya asetojenler, yan ürünler olarak metan ve asetik asit üreten bakteriler olarak başladığı fikrini inceliyor. Feng’e göre bunlar Dünya’daki yaşamın öncüleri olabilir. Makaleye ön sayfadan erişilebilir. -baskı sunucusu arXiv.

“Eğer güneş öncesi nebulada metanojenik yaşam mevcutsa, o zaman bu Dünya’daki yaşamın atası olabilir ve orada [is] zaten biraz geçici [evidence] Birkaç moleküler biyoloji çalışmasıyla,” diye yazıyor Feng. (İngilizce, Feng’in ana dili değil, ama ne demek istediğini anlamak kolay.)

Feng’in keşfi panspermi fikrine dayanıyor. Panspermia, yaşamın evrende var olduğu ve asteroitler, kuyruklu yıldızlar, hatta uzay tozları ve küçük gezegenler tarafından etrafa yayıldığı fikridir. Dünyadaki yaşamın tarihi, pansperminin bir rol oynayabileceğini gösteriyor ama biz bunu bilmiyoruz. Bilim insanları uzayda yaşamın yapı taşlarını bulmaya başlayana kadar bu fikir tamamen spekülatifti.

Moleküler bulutlardaki yaşamla ilgili temel sorun sıcaklıkla ilgilidir. 10 Kelvin veya -263 Santigrat kadar düşük olabilir. Bu, Dünya’nın aşırılık yanlıları için bile son derece soğuk. Ayrıca katı bir yüzey de yok ama bu da yaşamı yasaklamaya yetmeyebilir.

Anladığımız kadarıyla hayattaki en önemli faktör, hücrelerin metabolik işlerini yürütmek için sıvıya ihtiyaç duymasıdır. Su olmasaydı, hücre zarları yapıdan yoksun olurdu, dolayısıyla iç kısımları içeride ve dışarıdaki maddeleri dışarıda tutmanın bir yolu olmazdı. Peki sıvının su olması şart mı? Sıvı hidrojen olabilir mi? Metan? Bilmiyoruz.

Feng, “Hidrojen molekülleri 13,99 K ila 20,27 K arasında sıvı bir durumu korur ve bu, moleküler bulutların tipik sıcaklığıdır” diye yazıyor. “Moleküler bulutlardaki yaşamın hücre benzeri bir zar yapısına sahip olduğunu ve hidrojen moleküllerinin (moleküler bulutların ana bileşeni) burada zenginleştiğini varsayarsak, hidrojen basıncı da genişler ve hidrojen, moleküler bulut yaşamında sıvı halini koruyabilir. ”

Feng, moleküler bulut yaşamındaki (MCL) sıvı hidrojenin, suyun Dünya yaşamında oynadığı rolün aynısını oynayabileceğini açıklıyor. “Sıvı hidrojen durumu, Dünya’daki hücrelerin su ortamına benzer biyokimyasal reaksiyonlar için ideal bir yerdir” diye belirtiyor.

Yaşamın da enerjiye ihtiyacı vardır ve Dünya yaşamı neredeyse tamamen güneş ışığına dayalıdır. Moleküler bulutlar soğuk ve karanlık yerler olabilir. Feng’in MCL’si nasıl enerji kazanır?

Feng şöyle yazıyor: “Moleküler bulut yaşamı yeterli enerjiyi nasıl elde ediyor? Daha önce yazar, hidrojen moleküllerinin iyonizasyonuyla desteklenen kozmik ışın güdümlü biyoenerjetiği önermişti.” önceki makale aynı konuda. Başka olasılıklar da olabilir.

Yaşam ve üreme enerji dönüşümü gerektirir. Dünya yaşamı solunuma dayanır. Solunum aerobik veya anaerobik olabilir, yani ya oksijeni ya da başka bir elektron alıcısını kullanır.

Metanojenik bakteriler Dünya’nın ilk yaşamından bazılarıydı ve hipoksik (düşük oksijen) koşullarda yan ürün olarak metan üretiyorlar. Bu süreçte yaşam için gerekli olan bedava enerjiyi üretirler. Bilim insanları, Satürn’ün uydusu Titan’da metanojenlerin yaşayıp yaşayamayacağını merak ediyor. Moleküler bulutlarda hayatta kalabilir mi?

Feng, “Metanojenler Titan’da yaşayabilir mi, o halde moleküler bulutlarda yaşayabilirler mi? Burada bu olasılığı tartışacağız ve moleküler bulutların ortamında metanojenik yaşam için serbest enerji salınımlarını hesaplayacağız” diye yazıyor.

Feng’e göre hesaplamalar, moleküler bulutlardaki metanojenezin yaşamı beslemeye yetecek kadar serbest enerji üretebileceğini gösteriyor. Feng şöyle açıklıyor: “Hesaplamalardan, karbon monoksit, karbon dioksit veya asetilenin hidrojen molekülleriyle reaksiyonunun, moleküler bulut yaşamının hayatta kalmasını sağlamak için yeterli Gibbs serbest enerjisini açığa çıkardığını bulduk.”

Yazara göre bu faaliyetler biyolojik imzalar bile üretebilir. “Karbon bileşiklerinin yaşam faaliyetleri tarafından tüketilmesi, organik moleküllerin dağılımını etkileyebilir. Bu, moleküler bulut yaşamının olası bir iz sinyali olabilir” diye yazıyor.

Feng’in hipotezi, yaşamın moleküler bulutlarda başlayıp Dünya’ya ve başka yerlere yayılmış olabileceği yönünde. Metanojenik ve asetojenik yaşamın Dünya’daki LUCA’nın ataları olabileceğini söylüyor. son evrensel ortak ata. LUCA, yaşamın üç alanı olan Bakteriler, Arkeler ve Ökarya’nın kaynaklandığı ortak ata hücresidir.

Bir fikirden aceleyle vazgeçmek asla işe yaramaz. Hayata, evrene ve her şeye dair bilmediğimiz çok şey var. Feng’in fikrini göz ardı edebilir miyiz? Ne yazık ki Feng’in çalışması diğer araştırmacıların katılımından yoksun ve bu da bir şeylerin yolunda gitmediğinin işareti olabilir. Bazı tek yazarlı makaleler çoğunlukla geçmişte bilime önemli katkılarda bulunmuştur. Ancak giderek daha nadir hale geliyorlar.

Feng’in hipotezi ilginç ve alışılmışın dışında bir fikir. Kalıpların dışında düşünmek her zaman doğrudan yeni bir anlayışa yol açmaz, ancak yeni düşünme yollarını teşvik edebilir. Ancak Feng’in çalışması bazı engellerle karşılaşır. Moleküler bulutlar yalnızca 100 milyon yıl kadar dayanır. Bu yeterli bir süre mi? Ayrıca LUCA hala sadece varsayımsal bir organizmadır.