Víz. A Földön mindenütt megtalálható, a sarki jégsapkáktól a gőzgejzerekig. És ahol vizet találnak, szinte kivétel nélkül életüket is megtalálják. "Amikor vizet találunk itt a Földön - legyen az jéggel borított tavak, mélytengeri hidrotermikus szellőzők, száraz sivatagok - ha van víz, akkor olyan mikrobákat találunk, amelyek képesek benne élni" - mondja Brian Glaser, a A manoai Hawaii Egyetem, asztrobiológiát tanul.
Ezért a NASA szokatlan mottója a földönkívüli élet vadászatában az volt, hogy "kövesse a vizet".
A közelmúltban a NASA tudósai bejelentették a Mars felfedezését: azok a sötét patakok, amelyeket a tudósok a nyári hónapokban a Marson több mint tíz éve láttak, bizonyítottnak bizonyultak az áramló vízben. Noha a sóáramok túl telítettek lehetnek a kloridsókban az élet fenntartásához, ezek növelik a Marson való élet valószínűségét.
De miért pontosan a víz olyan fontos molekula az élethez? Lehetnek-e más összetevők, amelyek tökéletes receptet nyújtanak más bolygók életéhez?
Kiderült, hogy a víz több kémiai tulajdonsága miatt elengedhetetlen az élőlények számára. A víz nem csak szinte mindent felold, hanem egyike azon kevés anyagoknak is, amelyek viszonylag szűk hőmérsékleti tartományban szilárd, folyékony és gázneműek lehetnek.
A jelenlegi élet
A földi élet szinte minden olyan membránt használ, amely elválasztja a testet a környezettől. Annak érdekében, hogy életben maradjon, a test fontos anyagokat vesz fel energiához, kiszűrve a mérgező anyagokat, mint például a hulladékot. Ebben a tekintetben a vízre van szükség, mivel a földhőmérsékleten folyékony marad. Áramlás közben hatékony módszert kínál az anyagoknak a sejtből a sejt környezetébe történő átviteléhez. Sokkal nehezebb az energia felszabadítása a szilárd anyagokból (bár vannak olyan mikrobák, amelyek kővet esznek) - mondja Glazer.
Promóciós videó:
Az egyenlet másik része - azon a tényen kívül, hogy a víz anyagot vihet a cellába és a cellából is - egyedülálló kémiai konfigurációval kapcsolatos. A szerény vízmolekula két hidrogénatomból áll, amelyek oxigénatomhoz kapcsolódnak.
"A kombinációjuk révén a víz csodálatos univerzális oldószerré válik", amely lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen anyag feloldódjon - mondja Glaser.
Ennek oka elsősorban az a tény, hogy a molekula polaritása, a hidrogénatomok a molekula egyik oldalán csoportosulnak, pozitív régiót képeznek, a másik végén az oxigén negatív töltést képez. A pozitív hidrogénvég vonzza a negatív ionokat (vagy atomokat, amelyekben egy extra elektron van a külső héjában), míg a negatív vég vonzza a pozitív ionokat (amelyek megfosztják egyikük elektronját).
A víz figyelemre méltó oldódási tulajdonságai ideálissá teszik az anyagok, például foszfátok vagy kalciumionok átvitelét a sejtbe és a sejtből.
Vízfázisok
A víz másik szokatlan tulajdonsága az, hogy szilárd, folyékony és gáznemű a Föld hőmérsékleti tartományában. Más olyan molekulák, amelyeket jó jelöltekként határoztak meg az élet fenntartására, általában folyékonyak maradnak olyan hőmérsékleten vagy nyomáson, amely a leghíresebb életformák számára nem lenne ideális.
„A víz valójában édes hely” - mondja Glazer.
Az a tény, hogy a víz mindhárom fázisban lehet egy viszonylag szűk nyomástartományban, számos lehetőséget kínál az élet virágzására - tette hozzá.
"A bolygónkon elérhető három vízfeltétel kellemesen változtatja az élőhelyeket és a mikroklimatát" - mondja Glazer. Például a hegyi gleccserekben fagyasztott jég található, míg a vízgőz elősegíti a légkör felmelegedését.
Az élet vízbölcsője
A víz lehet több, mint egy folyadék, amely megkönnyíti az életet - ez lehet a védő bölcső, amely az élet építőköveit hozta a Földre - mondja Ralph Kaiser, a Hawaii Egyetem fizikusa és vegyészete, aki az asztrológiát tanulmányozza.
A földi élet eredete, a panspermia elmélete szerint a jég üstökösök a földbe zuhantak, apró szerves molekulákat hordozva, amelyek az élet alapjává váltak. Az űrben való utazás azonban megpróbáltatás, elsősorban az erőteljes sugárzási szint miatt, amely elpusztíthatja a kényes szerves molekulákat.
Szilárd formájú víz azonban megóvhatja a molekulákat a sugárzástól. "Talán azért, mert az építési tégla fagyott a vízben, ez lett a védőköpenyük."
Helyettesítőket keresve
Természetesen, bár a víz nélkülözhetetlen a saját bolygónk életéhez, vannak olyan életformák, amelyek nem a földlakók szabályai szerint élnek.
A tudósok más folyadékokat is keresnek, amelyek hasonló szerepet játszhatnak mint univerzális oldószer és szállító közeg. Chris McKay, a NASA Ames Kutatóközpontjának astrobiológusa, a kaliforniai Moffett Field-en az ammónia és a metán. Az ammónia, akárcsak a víz, az univerzumban viszonylag általános poláris molekula, ám a tudósok még nem találtak olyan nagy testeket, amelyek ammóniával rendelkeznek a Naprendszerben.
A metán nem poláris, de számos más anyagot feloldhat. A vízzel ellentétben a metán csak nagyon hideg hőmérsékleten válik folyékonyvá - mínusz 182 Celsius fokon.
"Tudjuk, hogy a Titannak nagy folyékony metán- és etántavak vannak" - mondja McKay. "Tehát a nagyon érdekes kérdés az, hogy az élet használhat-e folyékony metánt vagy etánt."
Ilya Khel