Перші бактерії могли з’явитися у щільних міжзоряних хмарах

Китайський астроном із обсерваторії Цзицзіньшань розвиває ідею про те, що життя може зароджуватися в молекулярних хмарах. За його новими розрахунками, умови у цих зіркових колисках підходять для життя метаногенних бактерій. Молекулярні хмари — області з досить високою густиною речовини, щоб там могли утворюватися молекули: насамперед водню та монооксиду вуглецю. І це саме ті сполуки, які використовують для життя метаногени.

На Землі ці одноклітинні мешкають переважно у безкисневих умовах й у процесі життєдіяльності виробляють метан. Як показали експерименти, вони можуть пережити найекстремальніші умови — навіть жити в симуляції марсіанських умов, а теоретично — на супутниках та малих крижаних тілах Сонячної системи. Тому вчені розглядають метаногени як потенційні реалізатори сценарію панспермії.

Китайський астроном Леї Фенг (Lei Feng) запропонував піти далі та розглядати можливість виникнення життя ще в молекулярній хмарі, з якої потім утворилася Сонячна система.

Звичайна температура таких хмар – від 10 до 20 кельвінів. У «теплих» хмарах — 20-60 кельвінів, а в деяких сягає 100 кельвінів. У своїй роботі Леї Фенг взяв діапазон від 10 до 100 кельвінів і розрахував потенційну зміну внутрішньої енергії молекулярної хмари (вільної енергії Гіббса) при утворенні метану, води та оцтової кислоти з водню, ацетилену та вуглекислого газу.

Мінімальна кількість вільної енергії, необхідна для виживання метаногенів на Землі, — 42 кілоджоулі на моль. У щільній молекулярній хмарі, за розрахунками астронома, вільної енергії має бути від 60 до 370 кілоджоуля на моль. Тобто її має бути достатньо.

Як зазначив автор, вуглекислий газ в умовах молекулярної хмари існує у твердій формі. Метаногенне та ацетогенне життя може кріпитися до цих крупин, щоб використовувати їх енергію та вуглець. Тоді життєдіяльність одноклітинних має впливати на розподіл молекул вуглецю в молекулярній хмарі. І з цих ознак ми зможемо перевірити гіпотезу вченого.

Щодо панспермії, метаногенні бактерії — відповідні кандидати. У дослідженні, опублікованому у 2016 році в Nature Microbiology, вчені вивчили 6,1 мільйона генів, що кодують білки, з геномів сучасних прокаріотів. Дослідники дійшли висновку, що перше життя на планеті нагадувала метаногени та анаеробні бактерії класу Clostridia.

Звичайно, наукова робота у цій галузі продовжується. Проте первинна атмосфера Землі мала сподобатися «хмарним одноклітинним». У ній було багато монооксиду вуглецю та вуглекислого газу.

Виходить, якщо така форма життя існувала в первинній молекулярній хмарі, вона могла розселитися по всій Сонячній системі. Можливо, нащадки цих метаногенних бактерій вижили на Європі та Титані — супутниках Юпітера та Сатурна відповідно. Подивимося, які результати дадуть наукові місії на ці тіла.