Czy protokomórki mogły powstać na Tytanie, księżycu Satura?

Badanie NASA wykazało, że wyglądające jak protokomórki, pęcherzyki mogą naturalnie tworzyć się w jeziorach księżyca Saturna, Tytana. Może to pomóc lepiej zrozumieć pochodzenie życia na Ziemi.

.Tytan jest jedynym światem poza Ziemią, o którym wiadomo, że ma ciecz na swojej powierzchni. Jednak akweny na księżycu nie są wypełnione wodą. Zamiast tego zawierają ciekłe węglowodory, takie jak etan i metan. Naukowcy uważają, że na Ziemi woda w stanie ciekłym była niezbędna, aby powstało życie, jakie znamy. Wielu astrobiologów zastanawiało się, czy ciecze na Tytanie mogą również stanowić środowisko do tworzenia cząsteczek wymaganych do powstania życia.

Nowe badanie NASA, opublikowane w czasopiśmie International Journal of Astrobiology, w oparciu o obecną wiedzę na temat atmosfery i chemii księżyca. potwierdza, że stabilne pęcherzyki (niewielkie, zamknięte kompartmenty, ograniczone od otoczenia) mogą tworzyć się na Tytanie. Powstawanie takich bąbelków jest ważnym krokiem w tworzeniu prekursorów żywych komórek, jak protokomórki.

Proces ten obejmuje cząsteczki zwane amfifilami (amphiphile), które w odpowiednich warunkach mogą samoorganizować się w pęcherzyki. Na Ziemi te cząsteczki składają się z dwóch części, hydrofobowej i hydrofilowej. W wodzie ich grupy mogą łączyć się ze sobą, tworząc sferyczne kule, podobne do baniek mydlanych, w których hydrofilowa część cząsteczki jest skierowana na zewnątrz, aby oddziaływać z wodą, „chroniąc” w ten sposób hydrofobową część wewnątrz kuli. W odpowiednich warunkach mogą utworzyć się dwie warstwy, tworząc sferę podobną do komórki z dwuwarstwową membraną, która otacza kieszeń wody wewnątrz. Rozważając czy możliwe jest, aby protokomórki mogły występować na Tytanie, naukowcy musieli wziąć pod uwagę środowisko znacznie różniące się od wczesnej Ziemi.

Tytan jest największym księżycem Saturna i drugim co do wielkości w naszym Układzie Słonecznym. Jest również jedynym księżycem w naszym Układzie Słonecznym z zauważalną atmosferą, która początkowo nie pozwalała go zbadać przez Teleskopy, jednak, gdy sonda NASA Cassini dotarła do Saturna w 2004 roku, pozwoliła lepiej poznać ten odległy świat.

Dzięki Cassini astronomowie wiedzą, że Tytan ma złożony cykl meteorologiczny, który aktywnie wpływa na jego powierzchnię. Większość jego atmosfery to azot, ale znajduje się tam również znaczna ilość metanu (CH₄). Związek ten tworzy chmury i deszcz, który spada na powierzchnię, powodując erozję, tworzy kanały rzeczne oraz wypełnia jeziora i morza. Ciecz ta następnie paruje przez oddziaływanie Słońca, ponownie tworząc chmury.

Ta aktywność atmosferyczna zdaniem badaczy, umożliwia również zachodzenie złożonych procesów chemicznych. Energia słoneczna rozkłada cząsteczki, takie jak metan i przekształca je w złożone cząsteczki organiczne. Wielu astrobiologów uważa, że ta chemia może pozwolić lepiej zrozumieć, w jaki sposób cząsteczki niezbędne do życia powstały i ewoluowały na wczesnej Ziemi.

.W nowym badaniu analizowano również, w jaki sposób pęcherzyki mogą tworzyć się w mroźnych warunkach zbiorników Tytana, koncentrując się na kropelkach rozpylonej cieczy, wyrzucanych w górę przez rozpryskujące się krople deszczu. Na księżycu zarówno kropelki aerozolu, jak i powierzchnia zbiorników mogą być pokryte warstwami amfifili. Jeśli kropla wyląduje następnie na powierzchni akwenu, dwie warstwy amfifili mogą się spotkać, tworząc dwuwarstwowy pęcherzyk, otaczający oryginalną kroplę. Z biegiem czasu wiele z tych pęcherzyków może się rozprzestrzenić po całym zbiorniku i będzie wchodzić w interakcje i konkurować w procesie ewolucyjnym, przez co mogą powstać prymitywne protokomórki. Jeśli założenia są poprawne i mają miejsce, pomogłoby to badaczom lepiej zrozumieć warunki, w których może powstać życie.

Oprac. EG